Có một quan điểm rằng để trồng được một vụ mùa tốt, nhất định phải tính đến sự tương thích giữa các loại cây với nhau. Điều này giống như một kiểu “tử vi nông nghiệp”, tạo ra những nụ cười mỉa mai. Việc trồng các loại cây đồng hành hoặc xen canh (intercropping) là một thực hành phổ biến, nhưng liệu nó có được xác minh qua các nghiên cứu khoa học không? Những danh sách và khuyến nghị vô tận về việc nên trồng loại rau nào cạnh nhau đến từ đâu?
Không có một sơ đồ nào về “những cây trồng nào nên được trồng cùng nhau” có cơ sở khoa học rõ ràng. Phần lớn chúng là những câu chuyện hư cấu được tạo ra để phục vụ cho việc quảng cáo hoặc bán sách, cũng như quảng bá ý tưởng của một số cá nhân. Ví dụ điển hình nhất là cuốn sách bán chạy “Cà rốt yêu cà chua” của Louise Riotte. Cuốn sách này không có một nguồn tham khảo nào và hầu hết các gợi ý phối hợp cây trồng trong đó thậm chí không có lời giải thích hợp lý tại sao chúng hoạt động – chúng chỉ đơn giản được cho là hoạt động. Tuy nhiên, những tuyên bố này đã được lặp đi lặp lại hàng triệu lần và lan truyền như một “meme” trong thời đại internet.
Mặc dù có những bài báo khoa học về chủ đề “trồng cây nào với cây nào”, nhưng các kết hợp thành công lại rất ít, điều này có thể được giải thích bằng các quy luật tự nhiên (chi tiết sẽ được trình bày bên dưới). Trường hợp ngoại lệ duy nhất là các cây phủ đất như cỏ ba lá trắng – tác động tích cực của chúng là không thể phủ nhận (7).
Các nhà khoa học mong đợi gì từ hệ thống trồng xen canh?
Mục tiêu chính của việc kết hợp các loại cây trồng là để chống lại sâu bệnh và giảm áp lực bệnh tật (1). Chỉ bằng cách gián tiếp này, chất lượng và sản lượng thu hoạch mới được cải thiện, sự phụ thuộc vào thuốc trừ sâu được giảm bớt, và môi trường sống của các loài thụ phấn và thiên địch được bảo vệ.
Trong thực hành nông học, không tồn tại khái niệm về “tình yêu” giữa cà rốt và cà chua (Carrots Love Tomatoes Louise Riotte 1975). Thực tế, nó hoàn toàn ngược lại:
Sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa các loại cây luôn dẫn đến cạnh tranh, đôi khi ở mức độ vừa phải – khi đó có một số lợi ích từ sự đồng hành, nhưng thường cuộc cạnh tranh về nguồn tài nguyên sẽ làm giảm đáng kể năng suất của cả hai cây đồng hành.
Vì lý do này, chúng ta cần có cách tiếp cận cân nhắc kỹ lưỡng trong việc bố trí các loại cây trồng và hiểu rõ các cơ chế, mục đích cụ thể của việc trồng xen canh trên khắp khu vườn.
Xen canh trong khu vườn. Chúng ta đã thực hiện chưa?
Các khu vườn và nông trại nhỏ của chúng ta từ 5-7 sào vốn đã là một hệ thống xen canh vì trên diện tích này thường có ít nhất 10 loại cây rau quả khác nhau, chưa kể đến các loại thảo mộc. Khu vực này thường được ngăn cách bằng những lối đi hẹp, và nếu diện tích hạn chế, các hàng cây thậm chí có thể chỉ được phân định qua loa. Điểm khác biệt chính giữa việc lên kế hoạch vườn truyền thống và các hệ thống xen canh “khoa học” là thiếu sự thay đổi giữa các loại cây trồng trong cùng một hàng (5).
Một trong các sơ đồ xen canh. Chi tiết hơn tại liên kết (2).
Các phương pháp bố trí cây đồng hành phổ biến:
Không phân biệt hàng (thường áp dụng cho cây ngũ cốc)
Xếp hàng xen kẽ
Xen kẽ các loại cây trong cùng một hàng
Gieo trồng theo hình thức tiếp sức (trồng một loại trước loại khác sao cho các chu kỳ sinh trưởng của chúng trùng khớp một phần)
Điều này thực sự tương đồng với hầu hết các khu vườn và có ý nghĩa – nó giúp giảm thiểu rủi ro mất mùa toàn bộ. Chiến lược giảm thiểu rủi ro được thể hiện rõ trong hệ thống xen canh cổ xưa “Ba Chị Em”, từ đó nhiều điều trở nên sáng tỏ hơn. Hệ thống này đã từng là đối tượng của nhiều nghiên cứu khoa học (3). Giờ đây, chúng ta hãy đi sâu hơn vào “Ba Chị Em”.
Di sản của “Ba Chị Em”
Ba Chị Em huyền thoại của các dân tộc bản địa tại Bắc và Trung Mỹ bao gồm ngô, cây họ đậu và bí. Người Iroquois thực hành việc trồng chung ba loại cây này và gắn liền chúng với nhiều nghi lễ tôn giáo. Chắc hẳn bạn đã từng gặp những mô tả về sự kết hợp này như một ví dụ điển hình cho hệ thống cây đồng hành hoạt động tốt nhất.
Cách hệ thống này hoạt động:
- Cây đậu nhận được sự hỗ trợ từ thân ngô và được bảo vệ khỏi gió khi leo lên thân cây.
- Cây bí bảo vệ đất khỏi mất nước quá mức, che phủ cỏ dại bằng bóng râm và giữ mát rễ của các cây đồng hành.
- Cả bí và ngô đều nhận một phần nhờ vào lượng đạm mà vi khuẩn cộng sinh trong rễ cây họ đậu cố định được.
Đẹp, đơn giản, hợp lý. Giờ là những sự thật:
- Việc trồng kết hợp yêu cầu ít thời gian và công sức hơn so với canh tác một loại cây riêng lẻ. Cách kết hợp các loại rau này không nhằm tăng năng suất bởi không có sự liên quan rõ ràng giữa năng suất và việc trồng xen kẽ.
- Bộ ba “Ba chị em” được trồng trên các ụ đất, bờ đất, hoặc trên đất hoang chưa canh tác, điều này tăng đáng kể khả năng thu hoạch tốt. Một khu đất chỉ được sử dụng trong hai năm, sau đó đất nghỉ ngơi trong 8 năm, được phủ đầy cỏ.
- Các mô hình tái hiện hệ thống “Ba chị em” hiện đại cho thấy rằng năng suất ngô không giảm trong sự hiện diện của đậu và bí, nhưng đậu và bí bị giảm đáng kể so với khi trồng riêng. Phương pháp này chỉ được sử dụng khi cây trồng chính là ngô, không phải đậu hay bí. Mỗi loại cây đôi khi cũng được trồng riêng biệt.
- Các giống ngô, đậu và bí mùa đông cổ truyền có rất ít điểm chung với các giống lai hiện đại, được phát triển cho nền nông nghiệp thâm canh. Ngày nay, những người áp dụng hệ thống này thường trồng ngô ngọt, đậu đỗ, và bí ngô hồ lô.
Bảng trên thể hiện sự khác biệt về năng suất trong hệ thống “Ba chị em” so với việc trồng riêng từng loại cây. Link dẫn tới bài viết gốc nằm ở cuối (3).
Vấn đề với lời giải thích truyền thống về thành công của “Ba chị em”
Đậu chia sẻ đạm với ngô và bí. Đúng là cây họ đậu cố định đạm từ không khí, nhưng lượng đạm này hầu như không thấm vào đất xung quanh mà được cây sử dụng để phát triển và tạo hạt giống. Ngô không lấy được đạm từ đậu xung quanh.
Bí giúp đất không bị khô hạn. Đúng là bí tạo bóng râm cho đất, nhưng nó cũng cần nước và cạnh tranh với ngô và đậu về nguồn nước. Việc phủ rơm rạ có vẻ là một giải pháp hợp lý hơn là trồng một đối thủ cạnh tranh.
Vậy tại sao người ta lại áp dụng phương pháp này? Rất có thể, hệ thống đa canh này giúp hỗ trợ nhiều người hơn trên một đơn vị diện tích đất so với trồng độc canh:
Với “Ba chị em”, nông dân có được lượng carbohydrate tương đương như khi trồng ngô một mình, nhưng họ nhận thêm nhiều protein hơn từ việc đậu và bí được trồng xen kẽ với ngô. Giá trị của “Ba chị em” nằm ở chế độ ăn cân bằng hơn so với việc tách riêng từng “chị”.
Dưới đây là một số ví dụ phổ biến nhất về “trồng cây nào với cây gì” và các dữ liệu khoa học liên quan.
Cà chua thích hợp với húng quế. Hay không đơn giản vậy?
Sau “Ba chị em”, sự kết hợp phổ biến nhất trên vườn rau là cà chua và húng quế. Trong luận án năm 2004 của Michael K. Bomford từ Đại học West Virginia (2), tác dụng của việc trồng kết hợp hai loại cây này đã được nghiên cứu. Kết luận chính từ nghiên cứu này áp dụng cho hầu hết sự tương tác giữa cây trồng:
Các loài cây chiếm ưu thế với sự cạnh tranh nội loài mạnh luôn phát triển tốt hơn khi được trồng xen kẽ với các loài cây khác. Sự cạnh tranh nội loài được thay thế bởi sự cạnh tranh giữa các loài yếu hơn (Joliffe và Wanjau 1999).
Trong trường hợp này, cà chua là loài chiếm ưu thế.
Không có bằng chứng nào cho thấy cà chua trồng gần húng quế sẽ ít bệnh hơn, hoặc quả của chúng ngon và thơm hơn. Đối với húng quế, việc ở gần cà chua làm giảm sự phát triển và kích thích ra hoa sớm. Càng trồng gần cà chua, vùng rễ càng bị thông gió kém, làm khó quá trình tỉa nhánh và cố định cây.
Khi trồng xen kẽ cây, khoảng cách tối ưu giữa cây chính với húng quế là từ 25 đến 40 cm, giúp tiết kiệm không gian hơn so với khoảng cách lý tưởng 50 cm giữa các bụi cà chua khi trồng đơn canh.
Láng giềng tốt nhất cho rau trong vườn - rau thì là và rau mùi
Rau thì là và rau mùi khi ra hoa thu hút các loại côn trùng thiên địch và thụ phấn hữu ích. Thực tế, chúng hiệu quả đến mức đã trở thành chủ đề của nhiều luận án và nghiên cứu thực địa.
Cách hoạt động. Trứng và ấu trùng của nhiều loại côn trùng gây hại không chịu ảnh hưởng từ các loại thuốc trừ sâu phổ biến, hoặc các loại này trở nên bất khả thi một khi đã chui vào quả. Chỉ có các loài thiên địch mới xử lý được các loại hại này – như bọ rùa, chuồn chuồn mắt vàng, ruồi hover, ong ký sinh và một số loài ve và bọ săn mồi. Rau thì là và rau mùi cải thiện cơ hội sống sót cho các loại thiên địch này – hoa của chúng thiết kế sao cho phấn hoa và mật dễ dàng tiếp cận với các loài thụ phấn không chuyên. Các loài thiên địch nhận được chỗ trú ẩn, nguồn dinh dưỡng bổ sung và không gian sinh sản. Tăng số lượng côn trùng có ích bằng cách trồng xen kẽ không đạt đến mức ứng dụng thương mại (như được ghi nhận trong một số nghiên cứu), nhưng cho phép giảm sử dụng thuốc trừ sâu (đặc biệt là pyrethroid tổng hợp, loại thuốc giết chết kẻ thù tự nhiên của rệp), và đây là một lợi thế quan trọng. Ngoài ra, có thể sử dụng các loại thuốc ít gây hại hơn cho bọ rùa, ví dụ như avermectin, mặc dù chúng yếu hơn. Thật vậy, một số nghiên cứu đã ghi nhận sự giảm đáng kể số lượng rệp trên các cánh đồng trồng cây thì là xen với rau. Điều quan trọng là duy trì hoa của các cây trồng đồng hành, vì vậy chúng đã được gieo bổ sung ba lần trong mùa vụ.
Tôi thích ý tưởng sử dụng thì là như một cây đồng hành: có thể cắt cành mà không làm tổn thương thân (để cây tiếp tục ra hoa); trồng nó như một lớp che phủ đất, giúp giảm bốc hơi nước tối thiểu; nó không che bóng cây trồng chính và có nhu cầu dinh dưỡng thấp (không cạnh tranh mạnh về tài nguyên)(8,9).
Dị ứng nấm mốc ở tuyến trùng
Việc trồng hoa cúc vạn thọ để xua đuổi tuyến trùng rễ hiện đang rất phổ biến. Nhưng hoa cúc vạn thọ gần như không tiết ra các chất trong đất (như pyrethrum và thiophen) để tiêu diệt tuyến trùng – chúng chỉ chết khi ăn rễ hoa, và điều đó phụ thuộc vào việc bạn chọn đúng loại hoa cúc vạn thọ (Tagetes spp. chứ không phải Calendula spp.).
Ví dụ về việc trồng hoa cúc vạn thọ trên luống
Liệu mùi hương của hoa cúc vạn thọ có đuổi được côn trùng gây hại không? Pyrethroid trong thuốc trừ sâu có nồng độ cao hơn hàng trăm lần so với trong hoa cúc, nhưng rệp, sâu bọ ăn cải bắp, bọ nhảy, rầy và ve nhện vẫn ăn các cây đã được xử lý (dù là không lâu).
Vậy một cây có thể mang lại lợi ích cho cây khác hay không?
Bằng cách nào đó, tất cả các loại cây, dù trồng đơn lẻ hay xen kẽ, đều cố gắng cạnh tranh tài nguyên, gây tổn thất năng suất cho bên thua cuộc. Không có ý nghĩa gì khi lên kế hoạch trồng xen dày đặc với mục tiêu tăng năng suất cho tất cả các cây tham gia – điều này không thực tế. Tuy nhiên, giữ khoảng cách hợp lý giữa các cây không khác gì so với việc lập kế hoạch trồng thông thường. Ngay cả khi cây đồng hành không cạnh tranh ánh sáng và không che bóng cây trồng chính, cây cối vẫn phản ứng với sự phản xạ ánh sáng đỏ từ cây lân cận – đây là tín hiệu đầu tiên của sự cạnh tranh – dẫn đến kéo dài các đốt thân (kết quả từ các nghiên cứu quang sinh học)(4).
Bảo vệ và hỗ trợ vật lý. Không thể phủ nhận rằng các bụi cây bảo vệ các loài cây cao và dễ bị gió, hoặc như ngô là giá đỡ tự nhiên cho các loại cây leo như đậu và dưa chuột.
Bẫy côn trùng gây hại. Một loại cây nhất định được sử dụng để thu hút côn trùng gây hại, nhằm giữ cho cây đồng hành được an toàn (ví dụ: cây phỉ và bọ cánh cứng). Tuy nhiên, những loại cây này thường hoạt động như một “nam châm” thu hút côn trùng từ khắp nơi, khiến số lượng chúng trong vườn của bạn tăng lên so với khi không có cây bẫy. Hãy gợi ý hàng xóm trồng cây bẫy – điều này có thể giúp giảm số lượng côn trùng gây hại trên mảnh đất của bạn.
Cây cải mù tạt làm bẫy, bảo vệ bắp cải khỏi bọ chét đất. Nguồn: Diversity by Design: Using Trap Crops to Control the Crucifer Flea Beetle.
Không phải tất cả các loài côn trùng đều dựa vào thị giác hoặc khứu giác. Chẳng hạn, các loại rệp và ruồi trắng đa thực chủ phản ứng với ánh sáng phản xạ, không phải là hình dạng bên ngoài của cây chủ. Chúng đặc biệt bị thu hút bởi ánh sáng phản xạ màu xanh lục hơi vàng (có nhiều ở lá bắp cải). Hơn nữa, đây là những côn trùng yếu, “phù du trên không”, thường đậu lên cây một cách ngẫu nhiên theo các hướng gió (loài bọ trĩ cũng thuộc nhóm này). Sau đó, chúng sinh sôi. Nếu không sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trên cây bẫy, côn trùng gây hại sẽ sinh sản trên đó và tìm kiếm cây chủ khác. Vậy nếu cây bẫy có hoa thì sao? Chúng ta có nên diệt cả ong thụ phấn không?
Kết quả thử nghiệm với cây bẫy không phải lúc nào cũng ấn tượng (được xem xét chi tiết trong: Intercropping and Pest Management: A Review of Major Concepts - Hugh Adam Smith and Robert McSorley). Để phương pháp hiệu quả, cần dành từ 10% đến 50% diện tích cho các cây trồng xen kẽ và cung cấp đủ tưới nước. Ý tưởng này rất hay, nhưng lại nảy sinh nhiều câu hỏi.
Cải thiện điều kiện sinh trưởng. Cây A có thể thay đổi môi trường để cây B sinh trưởng tốt hơn. Ví dụ, cây cà chua cung cấp bóng râm cho xà lách, hay bí sử dụng che phủ đất để hạn chế cỏ dại phát triển. Điều này dễ dàng hiểu và chấp nhận. Tuy nhiên, việc suy rộng ra rằng cây đồng hành sẽ phát triển tốt hơn nhờ có cây khác là điều suy diễn sai lầm.
Thu hút ong thụ phấn và côn trùng săn mồi. Ngay cả côn trùng gây hại cũng thích mật hoa, điều này cần phải ghi nhớ. Ngay cả trong trường hợp này, không có lợi ích rõ ràng nào cho các cây đối tác.
Cây alyssum trong các vườn dâu tây làm cây ký chủ cho bọ Orius, loài được sử dụng để kiểm soát bọ trĩ.
Xua đuổi côn trùng gây hại. Một số người đã lan truyền tin đồn rằng kiến và bướm bắp cải không chịu được mùi bạc hà, còn bọ cánh cứng Colorado không thích cúc ngải (calendula). Đây là những quan niệm sai lầm nguy hiểm. Kiến thường bò lên cây bạc hà để tìm kiếm dịch tiết ngọt ở đầu lá. Thêm vào đó, mùi hương của tinh dầu từ cây lan tỏa trên một diện tích rộng và thu hút kiến từ xa.
Bạc hà chỉ có thể hoạt động như một bẫy, sau đó bạn có thể tiêu diệt chúng. Thật buồn nhưng tôi vẫn chưa tìm được cách hiệu quả để xua đuổi kiến mà không dẫn đến việc tiêu diệt hàng loạt. Và đúng là bọ cánh cứng Colorado không ăn hoa cúc vạn thọ, nhưng vẫn dễ dàng phát hiện và cảm nhận mùi khoai tây khi bay chậm ngang qua các luống. Cúc ngải không đủ gây cản trở chúng để khiến chúng chết đói. Nhưng liệu hàng rào hoa có làm phiền cây khoai tây không? Cây trồng đồng hành chia sẻ chất dinh dưỡng. Một ví dụ kinh điển không bao giờ bị nghi ngờ là các loại cây họ đậu, vốn có các cộng sinh rễ với khả năng lấy nitơ từ không khí và chia sẻ với cây, đổi lại lấy đường. Trong một thời gian dài, người ta đã cho rằng lượng nitơ này thấm vào vùng rễ, qua đó cung cấp dinh dưỡng cho các cây xung quanh. Nhưng các nghiên cứu thực địa đã chỉ ra rằng vi khuẩn nốt sần chỉ mất một lượng nitơ rất nhỏ, toàn bộ đều được dùng cho sự phát triển và tăng trưởng của cây chủ. Ngay cả sau khi thân lá phân hủy, lượng nitơ vào đất không vượt quá các cây không thuộc họ đậu.
Người ta cũng cho rằng các cây có hệ rễ sâu kéo chất dinh dưỡng lên tầng đất màu mỡ. Điều này cũng không được xác nhận. Có lẽ vấn đề này cần được chuẩn bị một bài viết riêng, vì có nhiều nghiên cứu khoa học xuất sắc nghiên cứu về “bộ nhớ động” trong các loại cây.
Kiềm chế cỏ dại. Điều quan trọng là hiểu được cách thức kiềm chế cỏ dại. Nếu một cây trồng đồng hành cạnh tranh quá mạnh đến mức không để cơ hội cho các cây khác tồn tại, liệu loại cây này có gây ảnh hưởng tiêu cực đến cây trồng chính?
Liệu có nên thử trồng kết hợp?
Chỉ nên thử nếu mối quan hệ đồng hành này không làm phức tạp thêm việc chăm sóc cây trồng hoặc làm bạn đau đầu lập kế hoạch cho luống vườn. Hãy dựa trên lý trí và nhớ rằng trong thế giới thực vật không có cây nào thực sự có tinh thần vị tha.
Liên kết và tài liệu tham khảo
1. Litsinger and Moody 1976; Perrin 1977; Kass 1978; Perrin and Phillips 1978; Altieri and Letourneau 1982; Andow 1983, 1991a; Risch et al. 1983; Vandermeer 1989; Altieri 1994
2. YIELD, PEST DENSITY, AND TOMATO FLAVOR EFFECTS OF COMPANION PLANTING IN GARDEN-SCALE STUDIES INCORPORATING TOMATO, BASIL, AND BRUSSELS SPROUT Michael K. Bomford https://orgprints.org/6614/1/6614.pdf
3. Food Yields and Nutrient Analyses of the Three Sisters: A Haudenosaunee Cropping System Jane Mt.Pleasant
4. Ballare, C. L., Scopel, A. L., & Sanchez, R. A. (1990). Far-Red Radiation Reflected from Adjacent Leaves: An Early Signal of Competition in Plant Canopies. Science, 247(4940), 329–332.
5. Intercropping and Pest Management: A Review of Major Concepts Hugh Adam Smith and Robert McSorley
6. Theunissen, J., Booij, C. J. H., & Lotz, L. A. P. (1995). Effects of intercropping white cabbage with clovers on pest infestation and yield. Entomologia Experimentalis et Applicata, 74(1), 7–16.
7. Intercropping in Field Vegetables as an Approach to Sustainable Horticulture Jan Theunissen Research Institute for Plant Protection (IPO-DLO), Binnenhaven 5, 6700 GW Wageningen, Netherlands
8. Investigating the Effects of Companion Plantings on Predation of European Corn Borer Eggs in Bell Peppers George C. Hamilton
9. Ransgressive yielding in bean: Maize intercrops; interference in time and space International Center for Tropical Agriculture (CIAT), Cali Columbia
Accepted 23 November 1984, Available online 25 June 2003.
Intercropping thực hành tích cực (không có bằng chứng, bài viết mô tả trong Agriculture Specialist): Companion Planting & Botanical Pesticides: Concepts & Resources By George Kuepper
and Mardi Dodson 2016
Tóm tắt các câu chuyện trong cuốn sách từ Cornell University (dựa vào cuốn sách, không có liên kết nghiên cứu) Cornell Cooperative Extension provides Equal Program and Employment Opportunities counties.cce.cornell.edu/chemung
Tổng hợp các bài viết về chủ đề trồng cây đồng hành (chủ yếu về cây ngũ cốc) trên trang sciencedirect (hãy sử dụng sci-hub để xem toàn văn) https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/companion-planting
Linda Chalker-Scott, Ph.D., Extension Horticulturist and Associate Professor, Puyallup Research and Extension Center, Washington State University The Myth of Companion Plantings
Phân tích các huyền thoại làm vườn từ giáo sư tại Washington State University https://puyallup.wsu.edu/lcs/
Cảm ơn bạn đã dành thời gian đọc bài!