Tiểu luận môn học sinh thái học nông nghiệp. Bài tập hướng tới việc đánh giá các tác động của hóa chất bảo vệ thực vật đối với hệ sinh thái nông nghiệp. Các tác động có thể kể tới do hóa chất bảo vệ thực vật: Suy thoái hệ sinh thái, tiêu diệt các loài thiên địch, tăng khả năng kháng thuốc, vòng luẩn quẩn...
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA MÔI TRƯỜNG *** BÀI TẬP MƠN SINH THÁI HỌC NƠNG NGHIỆP "HĨA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT VỚI HỆ SINH THÁI NÔNG NGHIỆP " Giáo viên giảng dạy: PGS TS Lê Văn Thiện, TS Vũ Đình Tuấn Học viên thực hiện: Trần Quốc Hùng Chuyên ngành: Môi trường phát triển bền vững Hà Nội - 2021 Mở đầu Hệ sinh thái hệ chức năng, bao gồm nhân tố vô sinh sinh vật tác động tương hỗ với làm thành hệ thống động thái thống Hệ sinh thái khái niệm rộng, đa ngành, đa lĩnh vực, áp dụng cho tất trường hợp có mối quan hệ tương hỗ sinh vật mơi trường, có trao đổi vật chất, thông tin lượng chúng với nhau, chí xảy thời gian ngắn Hệ sinh thái nông nghiệp (HSTNN) hệ sinh thái nhân tạo người tạo trì dựa quy luật khách quan tự nhiên, với mục đích thoả mãn nhu cầu nhiều mặt ngày tăng Các ví dụ điển hình HSTNN kể đến: Nơng trường, hợp tác xã, nông trại, đồng ruộng, ao nuôi thủy sản HSTNN hệ sinh thái tương đối đơn giản thành phần đồng cấu trúc, bền vững, dễ bị phá vỡ; hay nói cách khác, HSTNN hệ sinh thái chưa cân Bởi vậy, HSTNN trì tác động thường xuyên người để bảo vệ hệ sinh thái mà người tạo cho hợp lí Nếu khơng, qua diễn tự nhiên, quay trạng thái hợp lí tự nhiên Trong thực tế sản xuất, dựa vào tri thức vốn đầu tư, người giữ HSTNN mức phù hợp để thu suất cao điều kiện cụ thể Con người tác động đẩy HSTNN đến tiếp cận với hệ sinh thái có suất kinh tế cao lực kéo mức độ hợp lí tự nhiên ngày mạnh, lượng vật chất người dùng để tác động vào hệ sinh thái lớn, hiệu đầu tư thấp Các hệ sinh thái tự nhiên (HSTTN) có mục đích chủ yếu kéo dài sống cộng đồng sinh vật sống Trái lại, HSTNN chủ yếu cung cấp cho người sản phẩm trồng vật nuôi Ở hệ sinh thái tự nhiên có trả lại hồn tồn khối lượng chất hữu chất khống sinh khối vật sống cho đất, chu trình vật chất khép kín Ở HSTNN thời gian sinh khối trồng vật nuôi bị lấy khỏi hệ sinh thái để cung cấp cho người nơi khác, chu trình vật chất khơng khép kín HSTTN thường phức tạp thành phần loài Các HSTNN thường có số lượng lồi trồng vật ni đơn giản HSTNN có đặc tính hệ sinh thái trẻ, suất cao hơn, lại không ổn định hệ sinh thái tự nhiên, dễ bị thiên tai hay sâu bệnh phá hoại Để tăng ổn định HSTNN, người phải đầu tư thêm lao động cách nhanh chóng, hiệu cao việc nâng cao xuất kiểm soát sâu bệnh phá hoại mùa màng sử dụng loại hóa chất bảo vệ thực vật (HCBVTV) Ngồi tác động tích cực nhanh chóng việc nâng cao xuất kiểm soát sâu bệnh loại HCBVTV có tác động tiêu cực đến môi trường người việc xâm nhập HCBVTV vào môi trường, lạm dụng sử dụng HCBVTV dư lượng chúng sản phẩm sản xuất 3 Nội dung nghiên cứu 2.1 Định nghĩa phân loại hóa chất bảo vệ thực vật chế tác động Theo Tổ chức Nông nghiệp Lương thực Liên hợp Quốc (FAO): “Hóa chất bảo vệ thực vật hợp chất hay hỗn hợp dùng với mục đích ngăn ngừa, tiêu diệt kiểm soát tác nhân gây hại, bao gồm vật chủ trung gian truyền bệnh người động vật, phận không mong muốn thực vật động vật gây hại ảnh hưởng đến trình sản xuất, chế biến, bảo quản, vận chuyển, mua bán thực phẩm, nông sản, gỗ sản phẩm từ gỗ, thức ăn chăn nuôi hợp chất phân tán lên động vật để kiểm sốt trùng, nhện hay đối tượng khác thể chúng HCBVTV tác nhân điều hòa sinh trưởng thực vật, chất làm rụng lá, chất làm khô cày, tác nhân làm thưa ngăn chặn rụng sớm Cũng dùng HCBVTV cho trồng trước sau thu hoạch để bảo vệ sản phẩm khơng bị hỏng q trình bảo quản vận chuyển HCBVTV phân loại theo nhiều cách, cách phổ biển gồm (i) theo nguy độc hại sức khỏe người (cực độc, độc tính cao, độc trung bình, độc nhẹ, khơng độc); (ii) theo công dụng (diệt trừ sinh vật gây hại, điều hòa sinh trưởng thực vật, bảo quản, xử lý sau thu hái) (iii) theo cấu tạo hóa học (Clo hữu cơ, phospho hữu cơ, cúc tổng hợp, carbamat, …) Về chế tác động thuốc bảo vệ thực vậc chủ yếu gây độc, ức chế sinh sản, sinh trưởng lồi sâu bệnh; kích thích phát triển quan phận mà cần tạo xuất (hoa, quả, cành, lá) 2.2 Lợi ích hóa chất bảo vệ thực vật tăng xuất Bản thân HSTNN có cấu trúc đơn giản loài tham gia vào lưới thức ăn chưa trạng thái bền vững Việc cấu trúc đơn giản làm cho lồi ni canh tác với mục định thu sinh khối với số lượng lớn dễ chịu tác động từ loại sinh vật khác theo chu trình sinh thái tự nhiên nhằm kiếm sốt số lượng q lớn lồi ni trồng để đưa lồi ni trồng trạng thái cân hệ sinh thái Khi lồi ni trồng không đạt xuất cao mục tiêu ban đầu HSTNN Con người phải can thiệp vào trình tự nhiên cách sử dụng HCBVTV để kiểm sốt lồi coi phá hoại mùa màng để thu xuất cao lồi ni trồng với mục đích phục vụ cung cấp lương thực, thực phẩm cho nhu cầu ngày cao người Trên giới có khoảng 9.000 lồi trùng nhện, 50.000 loại mầm bệnh thực vật 8.000 loài cỏ dại gây thiệt hại cho trồng Theo ước tính, trùng gây thiệt hại mức 14%, mầm bệnh thực vật 13% cỏ dại 13% Thuốc trừ sâu cần cho sản xuất nông nghiệp, khoảng 1/3 nông sản sản xuất nhờ sử dụng thuốc trừ sâu Nếu khơng bón thuốc trừ sâu, tỷ lệ rau, ngũ cốc bị hỏng dịch hại đạt mức tương ứng 78%,54% 32% Thiệt hại cho trồng sâu hại giảm từ 42% xuống 35% sử dụng thuốc trừ sâu Trong bối cảnh diện tích đất canh tác hạn hẹp dân số giới gia tăng, cần phải áp dụng biện pháp tăng sản lượng trồng để đảm bảo an ninh lương thực Các nhanh chóng hiệu tức sử dụng loại HCBVTV 4 Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh không sử dụng thuốc trừ sâu sản lượng giảm mạnh gây khủng hoảng thiếu lương thực toàn cầu 2.3 Các tác động tiêu cực hóa chất bảo vệ thực vật Hầu hết HCBVTV không sản xuất theo cách tự nhiên mà cách tổng hợp hóa học Đa số độc hại cho người môi trường khó phân hủy cần thời gian dài đến hàng vài chục, chí hàng trăm năm Việc xuất yếu tố điều phá vỡ trình cân tự nhiên, gây độc đến môi trường, sinh vật hệ sinh thái tự nhiên nông nghiệp Để nắm tác động tiêu cực HCBVTV, trước tiên phải xét đến chu trình chuyển hóa chúng HSTNN: Nguồn: Tổng Cục Môi trường HCBVTV sử dụng để phun, rải lên đối tượng thực vật, động vật phần đưa vào thể động, thực vật Qua trình hấp thu, sinh trưởng phát triển hay qua chuỗi thức ăn, HCBVTV tích tụ nơng phẩm hay tích lũy, khuếch đại sinh học Một phần khác rơi vãi đối tượng lên đối tượng khác, bay vào môi trường hay bị trôi theo nước mưa, vào mơi trường đất, nước, khơng khí… gây nhiễm môi trường (Theo nghiên cứu đánh giá cho thấy có khoảng 50% lượng HCBVTV vào đất tiếp tục phân tán biến đổi theo nhiều đường khác gây tác động người môi trường) Môi trường đất, nước, không khí hệ thống hồn chỉnh có tương tác hỗ trợ lẫn Sự ô nhiễm môi trường tác động đến môi trường xung quanh ngược lại HCBVTV làm giảm đa dạng sinh học HSTNN khiến cho mức độ bền vững hệ khơng cịn đa dạng sinh học HSTNN không cao Sử dụng tràn lan loại HCBVTV làm suy giảm/chết nhiều loài sinh vật khác sâu bệnh hệ sinh thái đồng ruộng (các loài thiên địch, vi sinh vật đất, loài thực vật trồng…) (Nguồn: TS Vũ Đình Tuấn) Các nhóm tác động tiêu cực HCBVTV mô tả thêm đây: - Tác động lồi thiên địch (natural enemies): Thơng thường hệ sinh thái tự nhiên loài có lồi khác tương ứng đóng vai trị kiểm sốt số lượng (loài thiên địch – ăn loài cần kiểm sốt) Khi sử dụng thuốc bảo vệ thực vật ngồi đối tượng cần tiêu diệt lồi thiên địch bị tiêu diệt theo Kéo theo khơng sử dụng thuốc sâu hại bùng phát trở lại ta lại phải phun thuốc để kiểm sốt Đó vịng luẩn quẩn thuốc bảo vệ thực vật Ngồi ra, khơng loài thiên địch bị tiêu diệt mà nhiều loài thiên định với vai trị kiểm sốt loại sâu hại khác bị tiêu diệt Khiến việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật làm bùng phát loại sâu hại khác - Tác động môi trường người dư lượng HCBVTV: Khi sử dụng nhiều liều nhằm tăng hiệu kiểm sốt sâu bệnh kích thích tăng trưởng phần chuyển vào đối tượng đích (các loại sâu hại) cịn phần khơng nhỏ hóa chất độc hại tồn dư sản phẩm nông nghiệp, tồn dư đất, nước Các tồn dư theo môi trường (đất, nước, khơng khí) làm nhiễm mơi trường theo chuỗi thức ăn tích lũy sinh học gây ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng sản phẩm có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật sống môi trường bị ô nhiễm HCBVTV - Kháng thuốc loài sâu hại: Khi sử dụng loại thuốc sâu hại liều lượng lớn lặp lại nhiều lần dẫn tới việc hình thành lồi sâu bênh kháng thuốc (Cơ chế hình thành kháng thuốc tương tự việc kháng thuốc kháng sinh y tế) Việc kháng thuốc bảo vệ thực vật tạo thành vịng luẩn quẩn việc tìm kiếm HCBVTV mới, tăng liều tần xuất sử dụng HCBVTV 2.4 Các giải pháp quản lý Với mục đích ban đầu HCBVTV khơng xấu phục vụ nhu cầu đảm bảo thu xuất lương thực thực phẩm cao từ HSTNN người Tuy nhiên cách sử dụng quản lý chưa hợp lý gây tác động xấu đến môi trường người Quan trọng việc sử dụng HCBVTV sử dụng đối tượng đủ liều lượng đồng thời với tạo điều kiện thúc đầy cho chức HSTNN kiểm sốt sâu hại tuần hồn dinh đưỡng tốt nâng cao đa dạng sinh học cho HSTNN để nâng cao sức chống chịu sâu hại cho hệ Hiện Quản lý địch hại tổng hợp Integrated Pest Management (IPM) nông nghiệp hữu tiếp cận phù hợp để xây dựng HSTNN bền vững Theo tổ chức nông lương giới (FAO), quản lý dịch hại tổng hợp “hệ thống quản lý dịch hại vào mơi trường điều kiện sinh thái cụ thể biến động quần thể loài sinh vật gây hại mà sử dụng phương tiện kỹ thuật biện pháp thích hợp để khống chế quần thể sinh vật gây hại mức ngưỡng gây hại kinh tế” “IPM” nhấn mạnh vào trồng khỏe mạnh, có ảnh hưởng tối thiểu tới HSTNN khuyến khích chế phịng trừ dịch hại biện pháp tự nhiên Mục đích cuối IPM tìm biện pháp có hiệu quả, có lợi mặt kinh tế nhằm hạn chế tác hại sâu bệnh, làm cho trồng đạt suất cao phẩm chất nông sản tốt Trên ý nghĩa đó, IPM khơng nhằm tiêu diệt nguồn sâu bệnh mà muốn điều hoà mối cân hệ sinh thái Như vậy, quản lý dịch hại tổng hợp phải giải tinh thần: tổng hợp, toàn diện chủ động Tuy nhiên xây dựng chương trình IPM cho trồng, áp dụng vùng sản xuất định, phải tùy thuộc vào đặc điểm mơi trường, thời tiết, khí hậu, tình hình dịch hại, trình độ nhận thức khả kinh tế nông dân để lựa chọn biện pháp thích hợp Nơng nghiệp hữu hệ thống quản lý sản xuất toàn diện nhằm đẩy mạnh tăng cường sức khỏe HSTNN bao gồm đa dạng sinh học, chu trình sinh học suất sinh học Nông nghiệp hữu nhấn mạnh việc quản lý hoạt động canh tác, giảm thiểu việc dùng vật tư, nguyên liệu đầu vào từ bên ngồi sở có tính đến điều kiện vùng, địa phương Nông nghiệp hữu đáp ứng mục tiêu sau đây: a) Áp dụng sản xuất hữu lâu dài, bền vững, theo hướng sinh thái có tính hệ thống; b) Đảm bảo độ phì đất lâu dài dựa đặc tính sinh học đất; c) Giảm thiểu (và tránh dùng có thể) vật tư, nguyên liệu đầu vào chất tổng hợp giai đoạn chuỗi sản xuất hữu phơi nhiễm người mơi trường hóa chất bền có nguy gây hại; d) Giảm thiểu việc gây ô nhiễm từ hoạt động sản xuất đến môi trường xung quanh; e) Không sử dụng cơng nghệ khơng có nguồn gốc tự nhiên (ví dụ: sản phẩm từ kỹ thuật biến đổi gen, công nghệ chiếu xạ ); f) Tránh bị ô nhiễm từ mơi trường xung quanh; g) Duy trì tính chất hữu suốt trình sản xuất, sơ chế, chế biến, bao gói, bảo quản vận chuyển 2.5 Hiện trạng Việt Nam Trong suốt chiều dài phát triển đất nước, Việt Nam quốc gia nông nghiệp nơng nghiệp ln ngành có đóng góp tích cực phát triển kinh tế - xã hội đất nước Tính đến năm 2019, tổng diện tích đất sản xuất Việt Nam 27,3 triệu (82,3%), đó, đất dùng cho sản xuất nơng nghiệp 11,5 triệu (42,2%) Cây lúa lương thực quan trọng Việt Nam với 4,1 triệu ha, chiếm 35,9% tổng diện tích sản xuất nơng nghiệp HCBVTV bắt đầu du nhập vào Việt Nam từ thập niên 1960 Ở giai đoạn 1960-1985, nông nghiệp Việt Nam chưa có bước phát triển vượt bậc chưa sử dụng nhiều bùng nổ loại thuốc bảo vệ thực vật Sau năm 1986 sách mở cửa để đáp ứng nhu cầu lương thực tăng nhanh dân số nên việc sử dụng loại HCBVTV trở nên phổ biến nhằm thu xuất cao để đáp ứng nhu cầu nước để xuất Theo số liệu thống kê FAO từ 2010-2018 hàng năm Việt Nam sử dụng khoảng 20 nghìn hóa chất bảo vệ thực vật Theo Tổng hội Nông nghiệp Phát triển nông thôn (NNPTNT): Việt Nam quốc gia sử dụng hóa chất BVTV nhiều khó kiểm sốt Thống kê sơ cho thấy, trung bình năm trở lại (từ 2015-2020), năm Việt Nam chi từ 500-700 triệu USD để nhập hóa chất BVTV Trong số này, 48% thuốc diệt cỏ, tương đương 19 nghìn tấn, cịn lại thuốc trừ sâu, trừ bệnh, khoảng 16 nghìn Trong năm thập kỷ 60-90, thiếu hiểu biết HCBVTV hạn chế, coi trọng mặt tích cực chúng việc phòng diệt dịch hại mà xem nhẹ tác động tiêu cực đến môi trường, hệ sinh thái đặc biệt người Ngày phủ quan chun mơn nông nghiệp nhận thấy tác hại ngày trầm trọng HCBVTV việc sản xuất, đảm bảo an tồn thực phẩm, gây nhiễm mơi trường đất, nước sức khỏe người Mục tiêu giảm sử dụng HCBVTV Việt Nam việc khó khăn trở thành thói quen phần lớn nơng dân Hiện nay, Chính phủ Việt Nam cố gắng loại bỏ dần loại HCBVTV độc hại khỏi danh mục cho phép Tuy nhiên tính đến năm 2019 số lượng loại HCBVTV phép sử dụng lớn: Khoảng 1.804 nhóm hoạt chất 4.021 tên thương mại 8 Nông nghiệp hữu cơ, IPM (integrated pest management) hướng ứng dụng để thực canh tác nông nghiệp bền vững nhằm giảm thiểu tác động việc sử dụng HCBVTV mà vẫn đảm bảo xuất lương thực để đáp ứng du nhu cầu sử dụng nước xuất IPM FAO đưa vào áp dụng Việt Nam từ năm 1992 đến Hiện IPM trì áp dụng đem lại hiệu định HSTNN nước ta Đề án phát triển nông nghiệp hữu giai đoạn 2020 - 2030 Bộ NN&PTNT trình Chính phủ vừa phê duyệt bắt nguồn từ thực tiễn, phương thức định hướng chung Đề án tái cấu ngành nông nghiệp theo hướng nâng cao giá trị gia tăng phát triển bền vững Đề án nhằm thực chương trình mục tiêu quốc gia phát huy tiềm mạnh nông nghiệp hữu vùng miền địa phương, góp phần định vị nâng cao thương hiệu sản phẩm nông nghiệp Việt Nam đồ nông nghiệp giới; đưa Việt Nam trở thành quốc gia có trình độ sản xuất nông nghiệp hữu ngang nước tiên tiến giới Nhận xét, kết luận HSTNN hệ sinh thái nhân tạo tạo nhằm canh tác ni trồng lồi động, thực vật để thỏa mãn nhu cầu cung cấp lương thực, thực phẩm ni sống lồi người với số lượng dân số ngày tăng Giai đoạn đầu sử dụng loại HCBVTV để kiểm soát loại sâu hại nhằm bảo vệ mùa màng cho kết nhanh chóng, nhiên khơng đánh giá hết tác động có hại HCBVTV khơng HSTNN mà cịn mơi trường người Ngày nay, với hiểu biết sâu HSTNN phát triển vượt bậc khoa học công nghệ hỗ trợ cho việc thay đổi phương pháp kiểm soát dịch hại nhằm đảm bảo xuất HSTNN mà ảnh hưởng đến mơi trường người thơng qua hai cách tiếp cận là: Quản lý dịch hại tổng hợp Nơng nghiệp hữu 9 Tài liệu tham khảo Phạm Bình Quyền,2007 “Hệ sinh thái nơng nghiệp phát triển bền vững” Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Hà Nội Khalil Talebi, Vahid Hosseininaveh and Mohammad Ghadamyari, “Ecological impacts of pesticides in Agricultural Ecosystem” Book: Pesticides in the Modern World - Risks and Benefits, ISBN: 978-953-307-458-0 Ngân hàng Thế giới, 2017 Tổng quan ô nhiễm nông nghiệp Việt Nam – Báo cáo tóm tắt Lê Thanh Phong, Trần Anh Thông, 2020 Tổng quan thuốc bảo vệ thực vật độc hại Việt Nam Tổng Cục Môi trường, 2015 Hiện trạng ô nhiễm mơi trường hóa chất bảo vệ thực vật tồn lưu thuộc nhóm chất hữu khó phân huy Việt Nam Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11041-1:2017: Nông nghiệp hữu http://www.fao.org/agriculture/crops/thematic-sitemap/theme/pests/ipm/en/ https://www.mard.gov.vn/Pages/phat-trien-nong-nghiep-huu-co-giai-doan-nam2020-2030.aspx http://www.fao.org/faostat/en/#data/RP 10 https://laodong.vn/xa-hoi/tren-100000-tan-thuoc-bao-ve-thuc-vat-nhap-khau-moinam-co-kiem-soat-duoc-chat-luong-852005.ldo 11 http://vusta.vn/chitiet/tin-tuyen-sinh-dao-tao/Thuc-trang-su-dung-thuoc-bao-vethuc-vat-trong-nong-nghiep-o-Viet-Nam-1011 ... nghiên cứu 2.1 Định nghĩa phân loại hóa chất bảo vệ thực vật chế tác động Theo Tổ chức Nông nghiệp Lương thực Liên hợp Quốc (FAO): “Hóa chất bảo vệ thực vật hợp chất hay hỗn hợp dùng với mục đích... trường hợp có mối quan hệ tương hỗ sinh vật mơi trường, có trao đổi vật chất, thông tin lượng chúng với nhau, chí xảy thời gian ngắn Hệ sinh thái nông nghiệp (HSTNN) hệ sinh thái nhân tạo người...2 Mở đầu Hệ sinh thái hệ chức năng, bao gồm nhân tố vô sinh sinh vật tác động tương hỗ với làm thành hệ thống động thái thống Hệ sinh thái khái niệm rộng, đa ngành, đa