Phương pháp quản lý côn trùng
Phương pháp quản lý côn trùng
Nguyên tắc phòng trừ côn trùng gây hại, dịch bệnh và cỏ dại
Việc bảo vệ mùa màng đã và đang trở thành ngành công nghiệp có giá trị hàng tỉ đô. Riêng ở Úc, nông dân chi 1 tỉ đô la mỗi năm chỉ riêng cho thuốc diệt cỏ. Trước năm 1945, thuốc trừ sâu, diệt nấm và diệt cỏ được sử dụng rất ít và chỉ áp dụng ở một vài nơi trên thế giới. Thay vào đó, nông dân có những biện pháp hữu hiệu khác để ngăn chặn mùa màng bị phá hoại. Số liệu cho thấy rằng trước kỷ nguyên bùng nổ của thuốc trừ sâu, phần trăm thiệt hại do côn trùng, bệnh và cỏ dại ít hơn bây giờ – qua đó cho thấy thuốc hóa học đã không giải quyết được vấn đề một cách triệt để.
Thực tế, càng lúc càng có nhiều bằng chứng chứng minh rằng thuốc trừ sâu lại chính là tác nhân phần nào gây nên những vấn đề tệ hại và diễn biến phức tạp của sâu bênh hiện nay; không những thế, thuốc trừ sâu còn làm mọi thứ tồi tệ hơn bởi vì chúng làm thực vật trở nên yếu đi và tiêu diệt hết thiên địch có ích cho cây trồng. Nhận ra điều này, những đề xuất, chính sách nhằm mục đích giảm sử dụng thuốc trừ sâu ở một số nước như Indonesia và Bangladesh vào những năm 80 đã tích cực giúp tăng năng suất cây trồng – thật không quá lời khi nói rằng “càng ít sử dụng thuốc trừ sâu sẽ càng góp phần làm giảm đi những vấn đề về sâu hại”.
Có 3 nguyên lý cơ bản để quản lý côn trùng, dịch bệnh và cỏ dại: một là cải thiện độ màu mỡ của đất nhằm gia tăng sức đề kháng cho cây. Hai là tạo môi trường thuận lợi cho những côn trùng có ích, nhện, ếch nhái, dơi, chim và những sinh vật ăn côn trùng gây hại khác. Ba là dừng sử dụng thuốc trừ sâu và phân bón hóa học vì chúng làm cây trở nên ngày càng yếu đi và sinh ra thêm nhiều nhóm sâu bệnh kháng thuốc.
Khi có dịch sâu bệnh lớn, nên tận dụng thuốc trừ sâu có nguồn gốc tự nhiên để bảo vệ mùa màng. Những thuốc tự nhiên này thực chất không hề xa lạ hay khó tìm, chúng đến từ những thứ rất đơn giản, quen thuộc mà con người sử dụng hằng ngày như bột mì, xà phòng, dầu ăn, tro, nước tiểu, và hỗn hợp pha chế từ thực vật bao gồm cây sầu đâu (neem), cây cúc trừ sâu (pyrethrum) và rất nhiều cây khác.
Đa số nông dân có xu hướng sử dụng thuốc trừ sâu hóa học bởi vì kết quả ban đầu rất khả quan – côn trùng gây hại chết nhiều. Nhưng đừng lầm tưởng những lợi ích trước mắt so với những hiểm họa tiềm tàng trong những tháng sau, năm sau hoặc thậm chí là hàng thập kỉ sau. Côn trùng gây hại, dịch bệnh và cỏ dại sẽ nhanh chóng kháng lại thuốc và phá hoại nghiêm trọng hơn. Nhưng kẻ thù tự nhiên lại sinh sản chậm, nên không thể phục hồi và kiểm soát được những đợt dịch hại mới. Vì thế, nông dân lại phải tăng liều lượng thuốc trừ sâu hoặc thay đổi, phối trộn nhiều loại thuốc để cứu vớt mùa màng.
Một dẫn chứng cụ thể từ huyện Ballarat ở Victoria, Úc, nơi mà rệp vừng thỉnh thoảng tấn công khoai tây. Thí nghiệm đã được tiến hành, một vài cánh đồng khoai tây sử dụng thuốc trừ rệp hóa học, trong khi nhóm khác với cùng một loại dịch bệnh nhưng không sử dụng thuốc. Thuốc hóa học ban đầu tiêu diệt hầu hết rệp gây hại, nhưng bọn chúng lại xuất hiện những chủng mới và phá hoại nặng nề hơn sau một tháng. Ở nhóm không sử dụng thuốc hóa học, quần thể rệp dần dần giảm đi một cách tự nhiên mà không gây ra nhiều thiệt hại sau đó, quan trọng hơn là dịch bệnh không trở lại nữa. Những nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng,
thuốc hóa học tiêu diệt cả rệp và kẻ thù tự nhiên của nó, nhưng rệp sinh sản nhanh hơn nên nhanh chóng phục hồi trước thiên địch. Đối với cánh đồng không phun thuốc, quần thể thiên địch của rệp cứ tiếp tục gia tăng và dần dần kiểm soát được dịch bệnh.
Tại sao côn trùng, dịch bệnh lại tấn công cây?
Chỉ có những cây yếu, bệnh hoặc không phù hợp với điều kiện đất đai, khí hậu mới dễ bị dịch hại tấn công. Cũng như con người, chúng ta có hệ miễn dịch giúp ngăn chặn bệnh tật, cây cũng có cơ chế bảo vệ, vì vậy những cây được phát triển đầy đủ sẽ có hệ thống bảo vệ mạnh hơn những cây thiếu dưỡng chất hoặc bị rối loạn trao đổi chất. Trong nhà kính, chỉ những cây nhỏ nhất hoặc yếu nhất mới bị rệp tấn công, còn những cây khỏe mạnh thì không. Có thể coi rằng, sâu bệnh giống như sư tử ở Châu Phi, chúng giữ lại những cây khỏe mạnh đồng thời giết chết những cây bệnh và yếu.
William Albrecht, Nhà khoa học người Mỹ nghiên cứu về đất, đã nói về trường hợp này trong bài viết The Albrecht, quyển 1, phần 5, như sau:
“Sâu bệnh là hội chứng gây ra bởi vụ mùa yếu kém, chứ không phải là nguyên nhân. Sử dụng thuốc hóa học chính là thể hiện sự bí thế của nền nông nghiệp đang chết dần. Không phải sâu bệnh quá mạnh, mà bởi hệ thống canh tác không hợp lý đã làm sức khỏe cây trồng ngày càng yếu đi”.
Alfred Howard, người đi đầu trong nông nghiệp hữu cơ ở Anh nói rằng:
“Côn trùng và nấm bệnh không thật sự là tác nhân gây ra bệnh cho cây, vì chúng chỉ tấn công những cây phát triển không đầy đủ hoặc những giống cây trồng không phù hợp với điều kiện tự nhiên. Vai trò của sâu bệnh có thể coi như là hệ thống cảnh báo, cho biết cây trồng đã và đang được canh tác không đúng cách”.
Đa số côn trùng bị thu hút bởi mùi hương, mặc dù vẫn có một vài nhóm khác bị hấp dẫn bởi màu sắc nhiều hơn. Côn trùng sử dụng ăngten để tiếp nhận mùi hương từ thực vật như thu những bức xạ hồng ngoại. Mỗi khi côn trùng đậu lên cây, mùi hương từ cây đó sẽ quyết định côn trùng khó chịu và bay đi, hay ở lại gây hại. Bề mặt ngoài của thực vật cũng có vai trò quyết định, chẳng hạn như bề mặt lá cứng hoặc có nhiều lông. Mùi hương được thực vật tiết ra có thể là chất thu hút côn trùng hoặc là chất xua đuổi côn trùng. Mùi hương có thể thay đổi tùy theo giai đoạn phát triển của cây, thời gian trong ngày, mùa, nhiệt độ, cường độ ánh sáng, nước, tình trạng cây đang bị côn trùng phá hoại, điều kiện đất (mức độ dinh dưỡng, độ thoáng khí) và hoạt động của hệ vi sinh vật (cả có lợi và gây hại) trong đất, trên cây trồng.
Những yếu tố quan trọng làm cho thực vật dễ bị tấn công bởi sâu bệnh được đề cập bên dưới. Một số trường hợp ngoại lệ đối với những động vật có xương sống gây hại (chim hoặc những động vật khác).
– Những tín hiệu rối loạn trao đổi chất được phát ra từ thực vật khi chúng thiếu chất dinh dưỡng, phun quá nhiều thuốc trừ sâu, thiếu hoặc thừa nước, gió, nhiệt độ, lạnh, thiếu ánh sáng, bị tổn thương bởi động vật khác hoặc dụng cụ canh tác.
– Những giống cao sản thường thu hút nhiều sâu bệnh hơn bởi vì chúng vốn đã mất cân bằng về dinh dưỡng và trao đổi chất.
– Mức độ đường và đạm trong cây cũng tham gia quyết định khả năng bị nhiễm sâu bệnh. Côn trùng không thểtiêu hóa thực vật có hàm lượng cao những chất này và thậm chí dịch bệnh cũng không thể tấn công dễ dàng.
Độ dày của thành tế bào, điều này được quyết định bởi chất dinh dưỡng. Phân bón hóa học thường làm cho thành tế bào thực vật yếu đi. Một số chất xua đuổi côn trùng được thực vật tiết ra, như các hợp chất phenol, flavinoids, tannins, saponins, alkaloids, phytoalexins và dầu. Những chất này sẽ được thực vật khỏe mạnh sản xuất với lượng vừa đủ để bảo vệ cây, và dĩ nhiên yếu tố giống cũng tham gia quyết định. Những trở ngại vật lý ngăn côn trùng tấn công như lông, gai nhọn, sáp. Những đặc điểm này thường do yếu tố di truyền quy định.
Sự màu mỡ của đất và tính cân bằng
Albrecht tiến hành thí nghiệm bằng cách bón cho các cây trồng với hàm lượng canxi và nitơ (đạm) khác nhau, những chất dinh dưỡng khác thì như nhau. Kết quả cho thấy rằng, những cây có hàm lượng canxi và nitơ hợp lý có khả năng kháng lại côn trùng tấn công tốt nhất. Nguyên nhân là do những cây này sản xuất ra hàm lượng prôtêin cao hơn, giúp cây đề kháng tốt hơn. Hàm lượng prôtêin trong cây cũng phụ thuộc vào tất cả những nguyên tố dinh dưỡng khác một cách đồng đều.
Một nghiên cứu từ Francis Chaboussou, nguyên giáo sư của khoa côn trùng học tại Bordeaux, nước Pháp, đã tìm ra rằng khả năng chống lại sâu bệnh của cây phụ thuộc vào hàm lượng prôtêin chứ không phải axit amin. Khi cây khỏe mạnh và được cung cấp đủ dưỡng chất, axit amin được chuyển hóa thành prôtêin. Quá trình này được quyết định bởi nitơ, phốt pho, nguyên tố vi lượng, canxi và cả vật chất hữu cơ trong đất. Sâu hại không có enzym để tiêu hóa prôtêin, nên chúng chỉ hấp thụ được axit amin. Những cây khỏe mạnh sản xuất một lượng nhỏ nhất axit amin, nhưng lại có hàm lượng prôtêin cao nhất. Nếu môi trường đất mất cân bằng và áp dụng thuốc trừ sâu, quá trình tạo thành prôtêin trong cây sẽ bị cản trở.
Quang hợp của cây là quá trình chuyển đổi cacbon điôxit từ không khí thành cacbon hyđrat (đường) bằng cách sử dụng ánh sáng mặt trời (thực vật phát triển lớn lên nhờ vào quá trình này). Quá trình quang hợp càng hiệu quả, cây phát triển càng mạnh và khả năng chống lại sâu bệnh càng cao. Để cây quang hợp đầy đủ, không chỉ phụ thuộc vào lượng cacbon điôxit trong không khí và cường độ ánh sáng mà còn phụ thuộc vào các nguyên tố dinh dưỡng khoáng được hấp thu bởi rễ cây. Cần cung cấp đủ 20 loại nguyên tố khoáng khác nhau và cung cấp đủ nước cho cây để quá trình quang hợp được tốt nhất. Những chất độc từ thuốc trừ sâu, kim loại nặng (chì và asen), phân bón hóa học và muối sẽ làm rối loạn sự quang hợp của cây.
Do đó muốn bảo vệ cây trồng toàn diện, chúng ta cần cung cấp lượng dinh dưỡng khoáng hợp lý, đặc biệt chất khoáng phải có nguồn gốc tự nhiên. Phân bón hóa học do ở dạng hòa tan, nên chúng được cây hấp thụ cùng với nước. Chính vì vậy cây không thể chủ động lựa chọn chất khoáng nào chúng cần và liều lượng là bao nhiêu. Điều này dễ dẫn đến một số dưỡng chất bị thừa, thường là nitơ, đồng thời lại thiếu các chất dinh dưỡng khác. Thừa đạm làm cho cây thu hút nhiều sâu bệnh hơn, đồng thời thành tế bào cây lại mỏng, khiến cây dễ bị sâu bệnh tấn công.
Chỉ nên sử dụng phân bón tự nhiên – sản phẩm hữu cơ thừa sau thu hoạch, phân trộn, phân chuồng ủ kỹ và đá nhuyễn (như đá vôi chẳng hạn). Không nên sử dụng phân chuồng chưa qua ủ, bởi vỉ hàm lượng đạm hòa tan quá nhiều sẽ ảnh hưởng xấu đến cây không khác gì phân hóa học (như phân urê). Phân gia cầm tuyệt đối phải trộn và ủ đủ lâu trước khi bón cho cây.
Tác động của thuốc trừ sâu lên thực vật
Giáo sư Chaboussou đã tiến hành nghiên cứu sự tác động của thuốc trừ sâu lên khả năng kháng lại sâu bệnh của cây. Rất nhiều nhà khoa học khác cũng đã bắt đầu chú ý đến điều kỳ lạ này kể từ khi quy mô sử dụng thuốc trừ sâu nổi lên vào những năm 1950. Nhưng càng sử dụng thuốc trừ sâu thì vấn đề sâu bệnh lại càng gia tăng và diễn biến phức tạp hơn một cách bí ẩn, chưa kể đến thuốc trừ sâu cũng làm chết nhiều thiên địch có ích.
Chaboussou tìm ra rằng thuốc trừ sâu làm thay đổi đặc tính sinh lý tự nhiên của cây trồng, làm cho khả năng kháng lại sâu bệnh yếu đi, giống như thuốc trừ côn trùng organo- chlorine đã tác động xấu đến quá trình trao đổi sinh lý bình thường của con người. Cây bị ảnh hưởng bởi thuốc trừ sâu sẽ tạo ra ngày càng nhiều axit amin (đạm hòa tan). Tất cả những thuốc trừ sâu mà Chaboussou đã kiểm tra điều làm cây gia tăng hàm lượng nitơ, nhưng đồng thời lại thiếu hụt boron, một nguyên tố rất quan trọng để giúp cây kháng lại sâu bệnh.
Những rối loạn sinh lý khác ở thực vật
Bất cứ sự tác động nào làm thay đổi quá trình cân bằng trao đổi chất của cây đều làm yếu hệ miễn dịch và cây gửi đi tín hiệu làm sâu bệnh tấn công. Những tác nhân này có thể là gió mạnh, thiếu thoáng khí, lạnh, sương giá, nhiệt độ, cháy nắng, đất thiếu dưỡng khí, độ ẩm quá thấp, động vật khác gây hại và dụng cụ canh tác gây tổn thương cây. Áp lực cây do khô hạn cũng đã được chứng minh là nhân tố làm thực vật dễ nhiễm sâu bệnh.
Đa dạng sinh thái
Đa dạng sinh thái nghĩa là có nhiều loài thực vật và động vật trên đất trồng. Nếu biết tính toán để tận dụng đa dạng sinh học, thêm vào đất trồng những loài có lợi với mục đích cụ thể, lợi ích mang lại sẽ rất lớn. Quan trọng nhất là phải biết cách cung cấp môi trường sống cho thiên địch tồn tại. Hầu hết côn trùng có ích đều cần phấn hoa và mật hoa để hoàn thành chu trình sống. Do vậy, để duy trì nguồn thiên địch xuyên suốt, ta cần trồng những thực vật cho hoa liên tục trong năm.
Một vài nhóm thực vật nên trồng bao gồm các loài thuộc họ cúc như dã quỳ (Tithonia), hướng dương (sunflowers), cúc vạn thọ (marigolds) và nhiều loại cây khác thuộc họ cúc; các cây họ đậu như cỏ ba lá (clover), cỏ linh lăng (lucerne), cây kim tiền thảo (Desmodium), cây lục lạc sợi hay gai dầu (sunn hemp); họ hoa tán như cà rốt (corrots), cây thì là (fennel), rau mùi tây (parsley); và những cây có hoa khác như cây bạch đàn hay khuynh diệp (eucalyptus), cây keo (acasia), cây trải bàn (grevillea). Những loài chim nhỏ thì cần bụi rậm, cây bụi làm tổ. Ếch, cóc, nhái cần nước. Dơi cần thân cây rỗng hoặc cây có vỏ bong ra thành hốc để ở. Thằn lằn, rắn mối cần tảng đá hoặc thân gổ lớn trên mặt đất để trú ẩn. Bảo vệ nhện cũng rất quan trọng, vì chúng khá nhạy cảm và dễ chết bởi thuốc trừ sâu.
Những động vật có ích giúp kiểm soát sâu bệnh: bọ rùa, ong, cóc và nhện. Gia cầm có thể giúp kiểm soát côn trùng gây hại rất tốt – gà, vịt và gà phi (guinea fowl) đều ăn côn trùng. Gà phi ích gây hại cho hoa màu, nhưng gà và vịt cần được quản lý chặt chẽ để chúng không ăn nhầm cây con hoặc bới cây.
Đơn canh (monoculture) có nghĩa là trồng một loại cây duy nhất, trong khi đa canh (polyculture) là trồng nhiều loại rau màu. Nhìn chung ở Châu Phi và nhiều vùng Châu Á, hình thức đa canh khá phổ biến, nhưng những nơi khác trên thế giới lại tương đối hiếm gặp. Đơn canh có một nhược điểm lớn là cung cấp nguồn thức ăn vô tận cho sâu hại, chúng cứ gia tăng và bùng phát nhanh chóng thành dịch hại mà không bị yếu tố nào ngăn cản. Đối với đa canh, không chỉ sự gây hại của sâu bệnh được giảm thiểu, mà còn đảm bảo thu nhập ổn định cho gia đình nông dân. Vì nếu cây trồng này năng suất thấp, thì còn có sự thành công của những cây khác bù đắp. Hơn nữa, khẩu phần ăn hằng ngày của gia đình cũng được đa dạng hóa.
Đơn canh một loại cây trồng duy nhất – Thu hút nhiều sâu bệnh đến gây hại thành dịch lớn.
Đa canh còn cung cấp rào cản để ngăn dịch bệnh lan rộng, ngụy trang cho cây trồng lẫn trốn sâu bệnh, và đồng thời là môi trường sống cho động vật ăn côn trùng và nhóm ký sinh côn trùng gây hại. Lượng đạm được cố định từ cây họ đậu nếu còn dư, sẽ được cây khác tận dụng. Đối với những dịch hại phát tán chậm, như bệnh héo rũ chết nhanh do nấm Phytophthora, nhện đỏ 2 chấm và một vài loài sâu bướm, thì tốt nhất đừng nên trồng chỉ một loại cây trên diện rộng.
Nếu không có vai trò của động vật ăn côn trùng và nhóm ký sinh côn trùng tự nhiên thì sâu bệnh sẽ nhanh chóng tăng lên thành dịch lớn trong thời gian rất ngắn. Dịch châu chấu phá hoại mùa màng là một ví dụ cho hiện tượng này. Côn trùng gây hại được kiểm soát không chỉ bởi thiên địch mà còn bởi thời tiết, nguồn thức ăn và nơi trú ẩn. Kiến vàng (red ants), tiêu diệt côn trùng gây hại tuyệt vời.
Đa dạng sinh học trong đất
Đất trồng chứa nhiều vật chất hữu cơ được chứng minh là giúp bảo vệ cây chống lại hầu hết các bệnh liên quan đến đất, bao gồm bệnh chết nhanh do nấm Phytophthora ở bơ, bệnh ghẻ ở khoai tây, nấm rễ ở cây bông, u rễ ở cây cải bắp và bệnh do tuyến trùng (giun tròn, nematodes). Phân trộn hữu cơ cung cấp hệ vi sinh đa dạng giúp bảo vệ rễ cây chống lại vi nấm tấn công. Những thí nghiệm được tiến hành bởi New South Wales Agriculture năm 1998 chỉ ra rằng, việc áp dụng phân trộn giúp kiểm soát bệnh u bướu rễ ở bông cải (cauliflowers) luôn hiệu quả hơn 10 trong số 12 mẫu nghiệm thức áp dụng thuốc hóa học. Phân trộn hữu cơ cần được trộn kỹ – nấm được sinh ra bởi phân giải kỵ khí (không đủ dưỡng khí) sẽ không thể kiểm soát nguồn bệnh. Ngoài ra, phân trùng quế cũng có tác dụng kháng bệnh như phân trộn hữu cơ.
Phân xanh từ cây trồng cũng mang lại hiệu quả tương tự. Bệnh ghẻ lở ở khoai tây do xạ khuẩn Streptomyces có thể dễ dàng kiểm soát bởi phân xanh, vì chúng kích thích vi khuẩn đối kháng Bacillus subtilis phát triển để ức chế dịch bệnh.
Nấm rễ (Mycorrhizal fungi), đây là loài nấm liên kết với bộ rễ của cây trồng và cung cấp dinh dưỡng khoáng cho cây, tạo thành rào cản vật lý cho bộ rễ, hạn chế cây tiếp xúc với nấm bệnh khác. Khi tỷ lệ nấm rễ trong đất giảm xuống dưới 40%, cây bắt đầu trở nên dễ nhiễm nấm bệnh khác. Một lợi ích khác nữa bên cạnh giúp cây phát triển mạnh, nấm rễ còn có thể tiết ra các chất hóa học giúp tiêu diệt mầm bệnh. Hiệu quả của nấm rễ được nâng cao hơn nữa nếu đất được bón phân trộn hữu cơ. Nấm rễ hiện nay đang bị phá hủy nghiêm trọng hoặc thu hẹp sự phát triển, gây ra bởi lối canh tác cày xới đất, đốt rơm rạ, sử dụng thuốc trừ nấm, một vài nhóm thuốc diệt cỏ, đất bỏ hoang lâu năm và đất được bón phân hóa học chứa quá nhiều gốc phốt pho hòa tan.
Các bệnh do tuyến trùng cũng dễ dàng kiểm soát bởi sinh học đất. Thực chất, sự hiện diện của các tuyến trùng gây hại chứng tỏ rằng đất đang nghèo đa dạng sinh học. Mặt khác, sự xuất hiện của các tuyến trùng có lợi cho cây chứng tỏ đất có độ đa dạng sinh học tốt. Đa dạng sinh học đất phụ thuộc vào mức độ chất hữu cơ trong đất và không có độc tố. Những tuyến trùng gây hại có thể bị loại bỏ bởi việc điều khiển hàm lượng cacbon trong đất như bón phân trộn hữu cơ, rỉ mật và rỉ đường.
Đa dạng sinh học đất có thể bảo vệ cây trồng theo 3 hướng:
– Hệ vi sinh vật trong đất sản xuất ra chất kháng sinh giết chết mầm bệnh (như kháng sinh penicillin từ nấm mốc xanh).
– Hệ vi sinh vật cạnh tranh với mầm bệnh trong đất.
– Hệ vi sinh vật kích thích hệ thống miễn dịch của cây kháng lại mầm bệnh.
Vi sinh vật có ích yêu cầu môi trường đất hiếu khí (thoáng khí), trong khi nhóm gây bệnh lại có thể chịu đựng được điều kiện môi trường ít ôxi hơn. Chính vì vậy, làm đất thoáng khí và sử dụng phân trộn hữu cơ sẽ giúp hệ vi sinh có ích phát triển mạnh và đủ sức cạnh tranh lấn áp nhóm gây bệnh.
Giun đất giữ vai trò rất quan trọng giúp cây chống lại các bệnh liên quan đến rễ, tuy nhiên bằng cách nào thì các nhà sinh vật đất vẫn chưa thể giải thích. Các mầm bệnh thường bị tiêu diệt khi tiếp xúc với giun đất, trong khi nhóm vi sinh vật có ích lại được kích thích phát triển lan rộng.
Nguồn: Theo Phạm Tấn Đạt - Thành viên nghiên cứu thuộc nhóm Mekongorganic.