1.1.           Khái niệm

-          Trồng luân phiên nhiều loại cây trên cùng diện tích qua các mùa vụ.

-          Giúp giảm cạn kiệt dinh dưỡng, cắt đứt sâu bệnh, cỏ dại, ngăn kháng thuốc.

1.2.           Hiệu quả

-          Luân canh tăng cường sức khỏe của đất bằng cách đa dạng hóa cây trồng, cải thiện sự cân bằng chất dinh dưỡng, ngăn chặn sâu bệnh, tăng cường cấu trúc đất và hỗ trợ kiểm soát cỏ dại. Thực hành này thúc đẩy đa dạng sinh học, hỗ trợ chu trình dinh dưỡng và đóng góp vào nông nghiệp bền vững đồng thời mang lại lợi thế kinh tế thông qua việc tăng năng suất và giảm chi phí đầu vào (Mwangi, 2024)[1].

1.2.1.     Hiệu quả Kinh tế

-          Bông: năng suất 2,6 → 4,5% so với độc canh (Qi và cộng sự, 2016)[2]

-          Bông → Lúa mì: biên lợi nhuận gộp +25% nhờ chi phí thấp hơn (Forster và cộng sự, 2014)[3].

-          Đậu tằm trong hệ luân canh: lợi nhuận gộp tăng +23% (bông) và +12%[4]

-          Tiết kiệm phân đạm: 15–20% N từ cây họ đậu được giữ lại cho vụ sau (Mohammadi và cộng sự, 2012)[5].

-          Lúa mạch (Trung Quốc): năng suất +17–12%, chất lượng đất +11–21% so với canh tác liên tục (Wu và cộng sự, 2025)[6].

-          Lúa mạch – đậu tằm: năng suất +45% sau 4 năm so với đơn canh (Martin-Rueda và cộng sự, 2007)[7].

1.2.2.     Hiệu quả môi trường

v Cải thiện tính chất vật lý

-          Giảm mật độ khối đất, tăng độ xốp, độ ổn định, dẫn thủy lực (Iheshiulo và cộng sự, 2023)[8].

-          SOC tăng → đất tơi, bền vững hơn (Alhameid và cộng sự, 2017)[9].

-          Cây rễ sâu (>100 cm) giúp cây vụ sau khai thác nước & dinh dưỡng tầng đất sâu (Perkons và cộng sự, 2014)[10].

v Cải thiện dinh dưỡng đất

-          Hệ luân canh 3 năm (ngô – đậu nành – lúa mì): tăng SOC, cân bằng dinh dưỡng, kiểm soát sâu bệnh (Choudhury và cộng sự, 2024)[11]

-          Rễ đa dạng → tăng hữu cơ, dưỡng chất, oxy, vi sinh vật (Dupont và cộng sự, 2014)[12].

-          C tích lũy trong rễ 37– 46%, tỷ lệ C:N rễ giảm (Katsvairo và cộng sự, 2007)[13]

-          Cố định N: cây họ đậu hấp thụ 24–250 kg N/ha/mùa (Kaiser và cộng sự, 2005)[14]

-          Cây rễ sâu tận dụng N, P, K còn sót lại → nuôi cây rễ nông vụ sau (Riedell và cộng sự, 2009)[15].

-          Tổng C đất +3,6%, C sinh khối vi sinh vật +20,7% (McDaniel và cộng sự, 2014)[16].

-          Tăng hiệu quả chuyển đổi C từ chất thải cây trồng thành SOC (West và cộng sự, 2002)[17].

v Cải thiện hệ VSV đất

-          Sinh khối vi khuẩn đất +21% (McDaniel và cộng sự, 2014)

-          Đa dạng quần thể vi khuẩn & nấm vùng rễ tăng mạnh (Yin và cộng sự, 2010)[18]

v Kiểm soát dịch bệnh

-          Luân canh cắt nguồn dinh dưỡng của mầm bệnh, thúc đẩy vi sinh vật đối kháng (Shimada và cộng sự, 2021)[19].

-          Cây họ đậu phá vỡ chu kỳ sâu bệnh (Angus và cộng sự, 2015)[20]. Ví dụ: luân canh lúa – đậu tương/lạc → giảm rầy nâu, sâu cuốn lá ở vụ lúa sau.

1.3.           Kỹ thuật

Nguyên tắc chung  

-          Rễ sâu sau rễ nông.

-          Sinh khối rễ cao xen sinh khối rễ thấp.

-          Cố định đạm trước cây cần nhiều N.

-          Luân phiên hợp lý để giảm sâu bệnh đất.

-          Che phủ đất quanh năm bằng cây thu hoạch, cây phân xanh, hoặc gieo dưới tán.

Bảng 5. Một số kỹ thuật trong luân canh

Nguồn: nongnghiepthuanthien.vn

-          Việc lựa chọn loài cây trồng luân canh căn cứ vào lượng mưa trung bình hàng năm (McDaniel và cộng sự, 2014).

[1] Mwangi, J. (2024). Role of Crop Rotation Practices on Soil Health. American Journal of Agriculture, 6(1), 32–45. https://doi.org/10.47672/aja.1758

[2] Qi, H.; Wang, S.L.; Wang, Y.; Zhang, Q.; Feng, G.Y.; Lin, Y.Z.; Liang, Q.L. Effects of rotation and soil deep ploughing on cotton development traits and yield. Tianjin Agric. Sci. 2016, 22, 113–116.

[3] Forster, D.; Andres, C.; Verma, R.; Zundel, C.; Messmer, M.; Mäder, P. Productivity and profitability of cotton-based production systems under organic and conventional management in India. In Proceedings of the 4th ISOFAR Scientifific Conference. ‘Building Organic Bridges’, at the Organic World Congress, Istanbul, Turkey, 13–15 October 2014; Rahmann, G., Aksoy, U., Eds.; Johann Heinrich von Thünen-Institut: Braunschweig, Germany, 2014; pp. 647–650.

[4] Williams, E.J.; Rochester, I.; Constable, G. Maximizing the Profitability of Cotton Cropping Systems with Legumes; CRDC: Tianjin, China, 2011.

[5] Mohammadi, K., Sohrabi, Y., Heidari, G., Khalesro, S., & Majidi, M. (2012). Effective factors on biological nitrogen fixation. African journal of agricultural research, 7(12), 1782-1788.

[6] Wu, H., Liu, E., Jin, T., Liu, B., Gopalakrishnan, S., Zhou, J., ... & De Clerck, C. (2025). Crop rotation increases Tibetan barley yield and soil quality on the Tibetan Plateau. Nature Food, 6(2), 151-160.

[7] Martin-Rueda, I., Munoz-Guerra, L. M., Yunta, F., Esteban, E., Tenorio, J. L., & Lucena, J. J. (2007). Tillage and crop rotation effects on barley yield and soil nutrients on a Calciortidic Haploxeralf. Soil and Tillage Research, 92(1-2), 1-9.

[8] Iheshiulo, E. M. A., Larney, F. J., Hernandez-Ramirez, G., Luce, M. S., Liu, K., & Chau, H. W. (2023). Do diversified crop rotations influence soil physical health? A meta-analysis. Soil and Tillage research, 233, 105781.

[9] Alhameid, A., Ibrahim, M., Kumar, S., Sexton, P., & Schumacher, T. E. (2017). Soil organic carbon changes impacted by crop rotational diversity under no‐till farming in South Dakota, USA. Soil Science Society of America Journal, 81(4), 868-877.

[10] Perkons, U., Kautz, T., Uteau, D., Peth, S., Geier, V., Thomas, K., Lutke Holz, K., Athmann, M., Pude, R. & Kopke, U. (2014). Root-length densities of various annual crops following crops with contrasting root systems. Soil and Tillage Research, 137, 50-57. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167198713002237

[11] Choudhury, D., Kumar, P., Zhimo, V. Y., & Sahoo, J. (2024). Crop rotation patterns and soil health management. In Bioremediation of Emerging Contaminants from Soils (pp. 565-589). Elsevier.

[12] DuPont, S. T., Beniston, J., Glover, J. D., Hodson, A., Culman, S. W., Lal, R., & Ferris, H. (2014). Root traits and soil properties in harvested perennial grassland, annual wheat, and never-tilled annual wheat. Plant and Soil, 381(1), 405-420.

[13] Katsvairo, T.W.; Wright, D.L.; Marois, J.J.; Hartzog, D.L.; Balkcom, K.B.; Wiatrak, P.P.; Rich, J.R. Cotton roots, earthworms, and infiltration characteristics in sod-peanut-cotton cropping systems. Agron. J. 2007, 99, 390–398.

[14] Kaiser, V.M. Metabolism and growth. In Mineral Nutrition of Plants: Principles and Perspectives; Epstein, E., Bloomm, A.J., Eds.; Sinauer Associates, Inc.: Sunderland, MA, USA, 2005.

[15] Riedell, W.E.; Pikul, J.L.; Jaradat, A.A.; Schumacher, T.E. Crop rotation and nitrogen input effects on soil fertility, maize mineral nutrition, yield and seed composition. Agron. J. 2009, 101, 870–879.

[16] McDaniel, M. D., Tiemann, L. K., & Grandy, A. S. (2014). Does agricultural crop diversity enhance soil microbial biomass and organic matter dynamics? A meta‐analysis. Ecological Applications, 24(3), 560-570.

[17] West, T.O.; Post, W.M. Soil organic carbon sequestration rates by tillage and crop rotation: A global data analysis. Soil Sci. Soc. Am. J. 2002, 66, 1930–1946.

[18] Yin, C.; Jones, K.; Peterson, D.E.; Garrett, K.A.; Hulbert, S.H.; Paulitz, T.C. Members of soil bacterial communities sensitive to tillage and crop rotation. Soil Biol. Biochem. 2010, 42, 2111–2118.

[19] Shimada, B. S., Simon, M. V., Souza, I. D., & Tonin, F. (2021). Crop Rotation: A Sustainable Practice for the Management of Diseases. Journal of Experimental Agriculture International, 43(7), 20-26.

[20] Angus, J. F., Kirkegaard, J. A., Hunt, J. R., Ryan, M. H., Ohlander, L., & Peoples, M. B. (2015). Break crops and rotations for wheat. Crop and pasture science, 66(6), 523-552.