Một nguyên nhân lớn làm cho đất đai bị thoái hóa là gieo trồng quá nhiều cây lương thực và quá ít cây họ đậu. Khi trồng cùng một loại cây trồng trong cùng một thửa ruộng hết năm này đến năm khác, đất sẽ liên tục bị lấy đi một số chất dinh dưỡng nhất định và các loài sâu bệnh hại sẽ phát triển. Ví dụ, số lượng sâu đục thân và nhện đỏ phát triển rất nhanh ở ruộng ngô, cà chua (hoặc bông) khi những loại cây này được trồng liên tục.
Đơn giản, điều này xảy ra vì quy luật đa dạng cây trồng đã không được quan tâm. Mỗi loại côn trùng cụ thể phát triển mạnh bởi cây chủ cung cấp thức ăn dồi dào và chỗ cư trú liên tục cho chúng. Tình trạng này sẽ càng trở nên tồi tệ do các chương trình phun thuốc hóa học tiêu diệt những loài ăn thịt sâu bọ tự nhiên.
Quy luật đa dạng thực vật
Quy luật đa dạng thực vật nói rằng cần phải có nhiều loại cây trồng khác nhau trên cùng một mảnh đất tại bất cứ thời điểm nào. Phá quy luật này sẽ nhanh chóng gây ra hậu quả, đặc biệt là ở khu vực nhiệt đới và tiểu nhiệt đới.
Mỗi cây của cùng một loài được trồng tách biệt nhau để nếu sâu bọ ăn cây này thì khó có thể lan sang cây kia. Khoảng cách biệt giữa những cây này được trồng xen vào những loại cây khác, tất cả đều bảo vệ lẫn nhau bằng cách này hay cách khác như làm hàng rào chắn tự nhiên hay trồng cây xua đuổi qua hương vị tiết ra từ lá, hoa hay rễ cây của chúng.
Điều này xảy ra ở cả bên trên và bên dưới đất với sự hoạt động của rễ cây tiết ra như là chất xua đuổi hoặc chướng ngại vật ngăn chặn sự phát triển của những loài sâu bệnh từ trong đất. Ngoài ra, mỗi cây giúp tạo ra một môi trường sống hoàn toàn phù hợp (độ ẩm, chất hữu cơ, chất dinh dưỡng, đời sống côn trùng, chắn gió,…) để tạo ra tối đa số lượng các nguyên liệu thực vật ở nơi đó.
Trồng xen canh hỗn hợp
“Kiểu trồng hỗn hợp: bí đỏ - đậu - ngô”; Trong kiểu trồng hỗn hợp (trồng trộn lẫn các loại cây với nhau), sự đa dạng cây trồng được làm tăng thêm ở các vụ bằng cách trong cùng mảnh đất cùng một lúc trồng vài loại cây khác nhau. Phải chú ý lựa chọn các loại cây để chúng có thể cùng nhau phát triển tốt.
Ví dụ trong việc trồng xen kẽ giữa ngô - đậu tương - kê, giữa các hàng ngô có thể được trồng thêm với bí đỏ và đậu (giữ nguyên khoảng cách bình thường giữa các hàng). Ngoài việc kiểm soát sâu bệnh hại, trồng xen có tác dụng loại trừ cỏ dại, bảo vệ đất, cải thiện hàm lượng các chất hữu cơ trong hệ thống canh tác và làm giảm đến mức thấp nhất rủi ro bị mất mùa hoàn toàn.
Một phương pháp cổ đó là trộn các loại hạt của nhiều loại cây vào với nhau với tỷ lệ thích hợp và rắc chúng ra ruộng. Phương pháp này tránh đƣợc việc tạo thành hàng liên tiếp cùng một loại cây ở đó các loài sâu bệnh có thể dễ dàng lây lan sang nhau. Ông cha chúng ta đã có nhiều kiến thức trong việc kết hợp các loại cây trồng bảo vệ lẫn nhau. Hầu hết những kiến thức này đã bị mất đi nhưng trong những năm gần đây các nhà nghiên cứu đã thấy rõ giá trị của kỹ thuật này và đã thu thập những thông tin phù hợp.
Một số cách kết hợp đã được tìm và áp dụng để làm giảm thất thoát mùa vụ do các loài sâu bệnh hại gây ra đó là: Đậu đũa trồng kết hợp với sắn hoặc cây lúa miến (một loại kê); Ngô với cây hướng dương, khoai tây với cây mù tạt; Mướp tây với cà chua, gừng và đậu xanh; Cải xoăn với cà chua và thuốc lá; Bí đỏ, mướp tây, đậu đen, dưa hấu và dưa thơm với ngô, cây lúa miến hoặc kê; ngô và đậu đen; Cây bông với đậu đen, ngô hoặc cây lúa miến.
Sự phá hoại của tuyến trùng đối với cam quýt sẽ giảm đi bằng cách trồng các loại cây họ đậu ở dưới (đặc biệt là đậu đen) và tương tự cây ăn quả được bảo vệ khỏi những loài gây hại bằng cách trồng cây keo tai tượng ở gần đó. Thậm chí khi trồng kết hợp nhiều giống của cùng một loại cây cũng cho thấy giảm thiệt hại mùa vụ do sâu bệnh hại gây ra. Cây cứt lợn, cúc vạn thọ tây, cúc vạn thọ, cây cúc tây, cúc đại đóa, tỏi, cà chua, hành tây và hầu hết các loại cây thảo mộc được biết đến là để bảo vệ các loài cây khác.
Trồng xen canh kế tiếp nhau
“Kiểu trồng xen theo hàng: ngô - đậu”. Trồng xen kẽ tương tự như trồng hỗn hợp chỉ khác là những loại cây được trồng thành các hàng cây xen kẽ nhau, đôi khi xen kẽ thành hai hàng một. Khoảng rộng giữa các hàng của một loại cây xen sẽ bảo vệ không cho côn trùng lây lan nhưng sâu hại vẫn có thể đi lại dễ dàng dọc theo các hàng cây.
Tuy nhiên, kiểu trồng xen này cho thấy thiệt hại mùa vụ do sâu hại gây ra giảm nhiều so với độc canh. Ví dụ, trồng xen canh ngô với đậu đen cho thấy giảm tỷ lệ sâu đục quả. Tương tự nhƣ vậy, côn trùng gây hại cho cây bông cũng giảm đi do trồng xen bông với đậu đũa, ngô hoặc cây lúa miến; và một số loại đậu cũng cho thấy giảm nấm phấn trắng trên sắn trong khi đó sắn lại bảo vệ đậu khỏi bị đốm.
Trồng xen luống
Ưu điểm của trồng luân canh, trồng xen canh hỗn hợp và xen hàng được kết hợp trong một hệ thống canh tác mới gọi là trồng thành luống không làm đất. Kiểu canh tác này không cày đất lên. Chỉ cào nhẹ với độ sâu khoảng 50 mm để trồng cây thành các hàng (ví dụ ngô) và dưới các cây được trồng, các loại cây khác (ví dụ bí đỏ, đậu đũa v.v) được trồng thêm vào hố được cuốc giữa các hàng cây. Đa dạng thực vật tăng lên bởi cùng một lúc trên toàn ruộng có nhiều loài cây được trồng thành các luống kế tiếp nhau đôi một chạy dọc theo các bờ đồng mức.
Hình thức xen canh này được áp dụng ngay trong năm đầu tiền.Trong năm thứ hai, loại cây được trồng ở các luống phía dưới cùng sẽ được chuyển lên phía trên cùng của ruộng thay cho loại cây trồng vừa được trồng ở đó và cứ thế tất cả các luống cây khác đều được chuyển xuống để thế chỗ các loại cây vừa được trồng ở vụ trước. Hàng năm phương pháp này tiếp tục được thực hiện với việc chuyển loại cây ở phía dưới cùng lên trên cùng của thửa ruộng. Bằng cách này, cùng một lúc luân canh cây trồng không chỉ được thực hiện trên toàn ruộng mà mỗi luống trồng đều được trồng các loại cây khác nhau hết vụ này sang vụ khác.
Trên các luống ngô có thể trồng thêm ở phía dưới tán ngô nhiều loại cây khác phù hợp (như bí đỏ, đậu đũa, dưa hấu, bí xanh và đỗ) để tăng đa dạng thực vật và để đạt được tất cả lợi ích do cách trồng hỗn hợp mang lại. Khả năng ứng dụng kiểu trồng này hầu như vô tận. Thậm chí cà chua có thể được trồng trong ruộng ngô rất thành công và cây cà chua được buộc vào thân cây ngô thay vì làm giàn.
Xen canh tổng hợp
Đa dạng cây trồng có thể được làm tăng hơn nữa bằng cách trồng mở rộng thêm cùng nhiều các loại cây với nhau có các cách sinh trưởng và môi trường sinh sống khác nhau vào trong bất cứ hệ thống canh tác nào đã nêu ở trên. Các loại cây được lựa chọn trồng không chỉ vì chúng cung cấp thức ăn mà còn bảo vệ các loại cây lương thực không bị sâu bọ phá hoại hoặc cải tạo đất tốt, cho nhiệt độ không khí, ánh sáng và độ ẩm phù hợp để các loại cây lương thực được trồng cùng với chúng cho thu hoạch tốt nhất.
Kiểu xen canh tổng hợp có thể bao gồm nhiều loại cây có chiều cao khác nhau từ cây cao, cây bụi đến cây leo và các cây nhỏ khác được bố trí làm sao để mỗi loại cây này tạo ra môi trường cần thiết cho các cây khác. Các loại cây đòi hỏi hoặc thích bóng râm (như khoai lang hay cây quả mọng) được trồng ở dưới những cây cao hay cây bụi, trong khi đó những cây cần ánh sáng mặt trời thì trồng ở những chỗ trống. Cần lưu ý không nên trồng quá nhiều các loại cây giống nhau bên cạnh nhau và đảm bảo số lượng đủ các loại cây đa mục đích để cải tạo đất (các loại đậu) và bảo vệ không bị sâu bọ phá hoại.
