Nông học là một nhánh của nông nghiệp tập trung vào khoa học và công nghệ sản xuất và sử dụng thực vật làm thực phẩm, nhiên liệu, chất xơ và cải tạo đất. Nó bao gồm công việc trong các lĩnh vực di truyền thực vật, sinh lý thực vật, khí tượng học và khoa học đất. Các nhà nông học làm việc để cải thiện chất lượng và số lượng cây lương thực cho con người và động vật.
Đất là nền tảng của nông nghiệp và đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của cây trồng khỏe mạnh. Nó bao gồm các hạt khoáng chất, chất hữu cơ, nước và không khí. Sức khỏe của đất phụ thuộc vào khả năng duy trì đời sống thực vật và tính đa dạng sinh học của nó. Sức khỏe của đất có thể được đo bằng cấu trúc, độ pH, độ phì và hoạt động sinh học.
Để duy trì sức khỏe của đất, có thể thực hiện các biện pháp như luân canh cây trồng, trồng cây che phủ và giảm làm đất. Luân canh cây trồng giúp ngăn ngừa sâu bệnh tích tụ, giảm xói mòn đất và cải thiện độ phì nhiêu của đất. Các loại cây che phủ như cỏ ba lá hoặc lúa mạch đen, khi được trồng giữa các chu kỳ sản xuất cây trồng thông thường, giúp bảo vệ đất khỏi xói mòn và cải thiện cấu trúc đất. Giảm làm đất hoặc không làm đất giúp bảo tồn độ ẩm của đất và duy trì chất hữu cơ.
Di truyền và nhân giống thực vật rất quan trọng trong nông học để phát triển các giống cây trồng có năng suất, dinh dưỡng cao hơn và có khả năng kháng bệnh và sâu bệnh. Thông qua các kỹ thuật nhân giống thông thường và biến đổi gen, các nhà nông học có thể tạo ra những cây trồng phù hợp hơn với khí hậu và loại đất cụ thể hoặc có những đặc tính mong muốn khác.
Ví dụ, việc phát triển các giống cây trồng chịu hạn có thể làm giảm đáng kể việc sử dụng nước trong nông nghiệp và đảm bảo an ninh lương thực ở những vùng khô cằn. Tương tự, cây trồng biến đổi gen để chống lại sâu bệnh có thể làm giảm nhu cầu sử dụng thuốc trừ sâu hóa học, giảm thiểu tác động đến môi trường.
Nước là nguồn tài nguyên quan trọng cho sản xuất nông nghiệp, nhưng ở nhiều nơi trên thế giới, tình trạng khan hiếm nước đặt ra thách thức lớn đối với nền nông nghiệp bền vững. Thực hành quản lý nước hiệu quả là điều cần thiết để tối đa hóa hiệu quả sử dụng nước và đảm bảo cây trồng nhận được lượng nước phù hợp vào đúng thời điểm.
Các kỹ thuật như tưới nhỏ giọt và hệ thống phun nước có thể làm giảm đáng kể lượng nước lãng phí so với các phương pháp tưới lũ truyền thống. Các hệ thống này cung cấp nước trực tiếp đến rễ cây, nơi cần nước nhất, giảm thiểu sự bốc hơi và dòng chảy.
Quản lý dinh dưỡng là quá trình bón đúng loại và lượng phân bón vào đúng thời điểm để đảm bảo cây trồng nhận được các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển. Các chất dinh dưỡng chính mà cây trồng cần là nitơ (N), phốt pho (P) và kali (K), thường được gọi là NPK.
Để xác định nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng, việc kiểm tra đất là một phương pháp phổ biến. Điều này liên quan đến việc phân tích các mẫu đất để đo mức độ pH và các chất dinh dưỡng có sẵn. Dựa trên kết quả, chương trình phân bón có thể được điều chỉnh để đáp ứng nhu cầu cụ thể của cây trồng.
Việc sử dụng quá nhiều phân bón có thể dẫn đến hiện tượng rửa trôi chất dinh dưỡng, khiến chất dinh dưỡng thấm vào và gây ô nhiễm nguồn nước. Để ngăn chặn điều này, các nhà nông học khuyến nghị các biện pháp quản lý dinh dưỡng tổng hợp kết hợp việc sử dụng phân bón hóa học với chất hữu cơ như phân hữu cơ và phân xanh, tối ưu hóa dinh dưỡng cho cây trồng và giảm thiểu tác động đến môi trường.
Quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) là một phương pháp bền vững để quản lý dịch hại bằng cách kết hợp các công cụ sinh học, văn hóa, vật lý và hóa học theo cách giảm thiểu rủi ro về kinh tế, sức khỏe và môi trường. IPM tập trung vào việc phòng ngừa lâu dài các loài gây hại hoặc thiệt hại của chúng thông qua việc kết hợp các kỹ thuật như kiểm soát sinh học, điều chỉnh môi trường sống, sửa đổi các tập quán canh tác và sử dụng các giống kháng bệnh.
Ví dụ, trồng các giống cây trồng kháng sâu bệnh có thể làm giảm nhu cầu sử dụng thuốc trừ sâu hóa học. Việc trồng xen canh, trong đó các loại cây trồng khác nhau được trồng gần nhau, cũng có thể ngăn chặn sâu bệnh. Các phương pháp kiểm soát sinh học, chẳng hạn như đưa các loài săn mồi tự nhiên của sâu bệnh vào hệ sinh thái, có thể giúp kiểm soát quần thể sâu bệnh mà không cần sử dụng hóa chất.
Biến đổi khí hậu đặt ra những thách thức đáng kể đối với sản xuất nông nghiệp, bao gồm những thay đổi về lượng mưa, gia tăng các hiện tượng thời tiết cực đoan và sự thay đổi về mùa trồng trọt. Các nhà nông học đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các chiến lược nhằm thích ứng và giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu đối với nông nghiệp.
Các chiến lược thích ứng có thể bao gồm việc nhân giống các loại cây trồng có khả năng chịu nhiệt, hạn hán hoặc lũ lụt tốt hơn; thay đổi lịch trồng trọt để phù hợp với các kiểu khí hậu đang thay đổi; và áp dụng các kỹ thuật tưới tiết kiệm nước. Các chiến lược giảm thiểu có thể bao gồm các biện pháp thực hành nhằm giảm phát thải khí nhà kính từ nông nghiệp, chẳng hạn như cải thiện hiệu quả sử dụng nitơ để giảm phát thải oxit nitơ và áp dụng biện pháp làm đất bảo tồn để tăng khả năng hấp thụ carbon trong đất.
Bằng cách hiểu và thực hiện các nguyên tắc và thực hành nông học này, chúng ta có thể hướng tới các hệ thống nông nghiệp bền vững và hiệu quả hơn, có khả năng cung cấp lương thực cho dân số ngày càng tăng trên thế giới đồng thời giảm thiểu tác động đến môi trường.
