3. Ý nghĩa của đề tài
1.5. Tình hình nghiên cứu các loài thực vật dùng làm thuốc trừ sâu thảo mộc
mộc trên thế giới và Việt Nam
Từ 300 năm trước công nguyên, khi học giả Theopharatus nhận thấy: Cây đậu Chikpea gây ức chế cây trồng thông qua việc tiết vào đất một chất nào đó. Nhiều năm sau, Pliny II và các nhà khoa học Culpeper; Young và De Candol (Thế kỷ I sau công nguyên) cũng đề cập đến vấn đề này. Tuy nhiên, đó chỉ là những nhận xét trực quan chứ không phải những thí nghiệm so sánh (Rice, 1984).
Vào đầu thế kỷ XX, nhà phân loại học thực vật nổi tiếng De Candole đã gây được sự chú ý khi ông quan sát thấy các chất tiết ra từ rễ của một loại cây gây ra được hiện tượng “ ốm đất ” và hiện tượng này có thể khắc phục được nếu có chế độ luân canh thích hợp (De Candole, 1832). Mặc dù vậy, sự quan sát của ông mới chỉ dựa trên các thí nghiệm đơn sơ. Vì thế, giả thiết của ông đã bị nhiều nhà khoa học bác bỏ. Không lâu sau đó, vấn đề này lại được quan tâm và xới xáo lên bởi nghiên cứu của Schreiner & các cộng sự ở Mỹ (Schreiner & Reed, 1907, 1908) và Pickering cùng các cộng sự ở Anh (Willis, 1997).
Từ năm 1960 đến nay, những nghiên cứu về những loại thực vật có khả năng phòng trừ dịch hại cây trồng đã thực sự thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học trong lĩnh vực nông nghiệp và những thí nghiệm này được tiến hành trong phòng thí nghiệm, trong nhà kính và ngoài đồng ruộng của người dân. Từ đó, người ta bắt đầu khai thác các hợp chất độc thiên nhiên
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
để diệt trừ sâu hại, bảo vệ mùa màng. Trong đó, ba hợp chất nicotine, rotenone và pyrethrin là ba loại thuốc trừ sâu điển hình phổ biến nhất thế giới từ cuối thế kỷ XVII đến thế kỷ XX. Hàng năm có hàng ngàn đến hàng chục ngàn tấn được khai thác. Đồng thời, với 3 loại chủ yếu trên, nhiều loài cây độc khác cũng được chú ý và nghiên cứu. đặc biệt, khi thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc hoá học bộc lộ những mặt tiêu cực của nó, người ta đã chuyển sang nghiên cứu thuốc trừ sâu thảo mộc và các loại thuốc trừ sâu sinh học khác. Nhiều nước đã liên tiếp công bố các loài cây có tính độc có khả năng phòng trừ sâu độc ở nước mình. Điển hình là công trình đồ sộ của Grainge (1984) và Jacobson ( 1990). Hai nhà khoa học này đã giới thiệu hàng ngàn cây thực vật có tính độc có khả năng phòng trừ sâu bệnh và nêu lên cơ chế tác động của nó. Từ năm 1970 trở lại đây, thế giới chú ý đến cây Xoan neem – một loại xoan Ấn Độ, có khả năng trừ sâu lý tưởng và đã có nhiều hội nghị quốc tế tổng kết, trao đổi, giới thiệu và xu hướng sử dụng cây Xoan neem làm thuốc trừ sâu thảo mộc.
Các nước khác như Hoa Kỳ, Nhật Bản, Úc và Thái Lan, việc dùng thuốc trừ sâu có nguồn gốc thảo mộc được sử dụng rộng rãi trong các loại rau sống ăn trực tiếp vào cơ thể như: dưa leo, xà lách, cà rốt, hành ngò, rau gia vị,… Vì tính an toàn gần như tuyệt đối của nó. Các nhà khoa học trên thế giới đã đầu tư để chiết xuất ra các hoạt chất tạo thành một dòng các sản phẩm có nguồn gốc sinh học chủ yếu trừ sâu, nấm bệnh và kích thích sinh trưởng như: Vi khuẩn Bacillus Thuringensis, nấm Trichoderma, hoạt chất Azadirachtin từ cây Xoan neem, Karanjin chiết xuất từ cây hoa đào Ấn Độ, Matrine chiết xuất từ cây khổ sâm,…
Nghiên cứu mới đây nhất về các loại thực vật có nguồn gốc thảo mộc được nhóm các nhà khoa học do tiến sĩ Muray Isman thuộc đại học British Columbia ở Vancouver, Canada phụ trách. Họ đã mất 10 năm nghiên cứu khả
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
năng trừ sâu của cây hương thảo, hung tây và bạc hà. Kết quả cho thấy, dung dịch pha loãng chất chiết xuất từ các loại thảo mộc trên có thể diệt trừ hoặc xua đuổi sâu bọ. Thuốc trừ sâu tự nhiên này được nông dân sử dụng và diệt trừ hiệu quả sâu bọ ở dâu tây và cà chua (Cuộc họp của Hội hoá học Mỹ, 15 tháng 10 năm 2009, Washinhton).
Ở Việt Nam, theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, trong danh mục các loại thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc sinh học, từ năm 2000 chỉ có 2 sản phẩm trừ sâu sinh học được công nhận đăng ký. Đến năm 2005 đã có 57 sản phẩm các loại; đến 6 tháng đầu năm 2007 có 193 sản phẩm được cấp giấy phép đăng ký, nâng tổng số có 479 sản phẩm sinh học được phép lưu hành trong đó có 300 loại thuốc trừ sâu và 98 loại trừ bệnh. Các sản phẩm này góp phần không nhỏ vào công tác phòng trừ dịch hại, góp phần thay thế và hạn chế dần nguy cơ độc hại do sử dụng thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc hoá học gây ra làm ảnh hưởng đến sức khoẻ con người và gây ô nhiễm môi trường. Thuốc trừ sâu có nguồn gốc thảo mộc đã được người dân sử dụng rất lâu đời nhưng chủ yếu mang tính kinh nghiệm. Lá sầu đâu (xoan đào), cây thuốc cá, mủ đu đủ, mủ xương rồng, mủ vú sữa được dùng để trừ sâu bọ, cua ốc cắn phá cây trồng.
Từ đầu năm 1960, Lê Trường và các cộng sự đã bắt đầu tiến hành nghiên cứu và đề cập đến hiệu lực của một số cây độc chính ở dạng đơn giản nhưng ngay sau đó thuốc hoá học tràn vào làm cho thuốc thảo mộc bị lãng quên vì thuốc hóa học có hiệu quả diệt trừ nhanh, mạnh, tiêu diệt được tất cả các loài sâu hại trên đồng ruộng, cho nên trong thời gian đó biện pháp hóa học giữ vị trí khá quan trọng, gần như là độc tôn trong phòng trừ dịch hại để bảo vệ cây trồng. Cuối những năm của thập kỷ 70 sau một thời gian sử dụng hoạt chất bảo vệ thực vật, bên cạnh những ưu điểm các nhà khoa học đã nhận thấy nhiều nhược điểm của nó, thậm trí còn gây những hậu quả nghiêm trọng như: Tiêu diệt những loài có ích, ảnh hưởng đến sức khỏe con người, gây ô nhiễm môi trường. Trước thực tế đó, để khắc phục dần những hiện tượng tiêu cực do
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
thuốc hóa học gây ra, đồng thời tạo dựng và thiết lập một nền nông nghiệp sạch, an toàn và bền vững đòi hỏi các nhà quản lý, các nhà khoa học và người nông dân đã bắt đầu quan tâm đến các biện pháp sinh học, các biện pháp canh tác,... Đến năm 1980, thuốc thảo mộc lại được đề cập đến. Trong các loại thực vật được nghiên cứu thì cây ruốc cá được nghiên cứu đầy đủ nhất. Lúc đó, cây ruốc cá được dùng nhiều trong phòng trừ cá dữ ở những vùng nuôi tôm cá (Nguyễn Duy Trang, 1996).
Sau đó nhiều tác giả đã đề cập đến các khía cạnh khác nhau của thuốc thảo mộc như: Thí nghiệm thăm dò tính độc của cây cối đối với sâu hại của Bùi Văn Ngạc (1979); Đinh Xuân Hưởng và cộng sự (1987); Trần Minh Tông (1992); Trương Thị Ngọc Chi (1992); Vũ Quang Côn và cộng sự (1993 - 1994); Giới thiệu kinh nghiệm dân gian của Dương Minh Tú ( 1985); Nguyễn Xuân Dũng (1993).
Từ năm 2001 trở đi, cả nước có thêm nhiều luận án tiến sỹ làm về vấn đề này nhưng chủ yếu làm ở nước ngoài (Trần Đăng Xuân, Nguyễn Hữu Hồng, Đỗ Ngọc Oanh của Đại học Nông Lâm Thái Nguyên; Nguyễn Văn Chín - Viện lúa đồng bằng sông Cửu Long; Nguyễn Thị Me, Nguyễn Trường Thành, Nguyễn Hồng Vân của Viện bảo vệ thực vật,…). Những kết quả trên đều thống nhất đánh giá về sự cần thiết trong nghiên cứu và ứng dụng những loại thực vật có khả năng phòng trừ nói chung và trong lĩnh vực bảo vệ thực vật nói riêng.
Trong hai năm 2004 - 2006, Tiến sỹ Phan Phước Hiền – Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh đã chủ trì thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu chiết xuất và sử dụng các hoạt chất thứ cấp từ một số cây của Việt Nam phục vụ sản xuất nông nghiệp, thực phẩm và y học”. đề tài đã khảo sát, thu thập và nghiên cứu đặc điểm sinh hoá của cây Derris trifoliata, Hibercus sabda, đồng thời ngâm chiết, trưng cất, cô đặc và tinh sạch một số hợp chất hữu cơ phục vụ cho sản xuất các chế phẩm sinh học dùng trong nông nghiệp, y học và thực
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
phẩm. Tương tự như vậy, Tiến sỹ Nguyễn Hữu Hồng - Đại học Nông Lâm Thái Nguyên cũng đã nghiên cứu đề tài: “ Nghiên cứu khả năng sử dụng một số loài thực vật vào việc phòng trừ cỏ dại cho lúa nước ở vùng miền núi phía Bắc Việt Nam”. Kết quả đã thu thập đánh giá được vai trò và khả năng phòng trừ cho lúa nước của bảy loài thực vật (Cây cứt lợn, cây đơn kim, cây guột, cây cỏ lào, cây đậu ma, cây keo dậu, cây xoan).
Nghiên cứu mới đây nhất về các loại cây thảo mộc phòng trừ sâu là của Shugo Hama – Chuyên gia nông nghiệp hữu cơ của Đại học Nông – Công nghệ Tokyo. Shugo Hama đã bỏ ra nhiều năm nghiên cứu những kinh nghiệm sản xuất truyền thống của người nông dân Nhật Bản sau đó đúc kết lại và mang phổ biến cho nông dân Việt Nam thông qua các dự án hợp tác nông nghiệp của Tổ chức hợp tác quốc tế Nhật Bản (JICA). Dự án với các hoạt động hỗ trợ kỹ thuật, hướng dẫn, giới thiệu cho người dân cách sản xuất nông nghiệp sạch, an toàn như: Chế biến phân bón hữu cơ, chế biến dấm than và thuốc trừ sâu từ hạt neem để phòng trừ bệnh,… Tiến sỹ Lê Đình Hường – Khoa nông học Đại học Nông Lâm Huế cùng với dự án JICA đưa đến kiến thức cho người dân ở thôn Khe Su, xã Lộc Trì, huyện Phú Lộc, Tỉnh Thừa Thiên Huế những kỹ thuật của dự án JICA và kỹ thuật làm thuốc trừ sâu từ ớt, tỏi, hành, gừng,… ( Báo thanh niên, 19/9/2010).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chƣơng 2
ĐỐI TƢỢNG, VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
- Rau bắp cải - Sâu hại:
Rệp hại cải (Brevicoryne brasicae, Myzus persicae) Sâu xanh bướm trắng (Pieris rapae Linnaeus) Sâu tơ (Plutella xylostella Curtiss)
Sâu khoang (Spodoptera litura)
Bọ nhảy ( Phyllotreta vitata Fabr). - Dung dịch ngâm củ hành.
- Dung dịch ngâm củ tỏi.
2.2. Thời gian, địa điểm và điều kiện thực hiện đề tài
2.2.1. Thời gian và địa điểm
* Thời gian: Đề tài được thực hiện từ tháng 10 năm 2010 đến tháng 02 năm 2011.
* Địa điểm: Đề tài được tiến hành nghiên cứu tập trung và liên tục tại: - Phòng thí nghiệm Bộ môn Sinh thái môi trường - Viện Khoa học sự sống. - Phòng thí nghiệm Bộ môn Bảo vệ thực vật - Khoa Nông học - Trường ĐH Nông Lâm Thái Nguyên.
- Các thí nghiệm đồng ruộng: Được tiến hành nghiên cứu tại Tiểu đoàn 4 - Lữ đoàn 575 - Quân khu I (Xã Đồng Bẩm, Thành phố Thái Nguyên).
2.2.2. Điều kiện thực hiện đề tài
Phân bón: Thí nghiệm được sử dụng các loại phân chuồng hoai mục, các loại phân khoáng đạm, lân và kali.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
Quy trình sản xuất rau an toàn được thực hiện và áp dụng theo quy định số 67-1229 4/1998 do Bộ Nông nghiệp & Phát triển nông thôn ban hành.
2.2.3. Quy trình kỹ thuật trồng rau bắp cải
- Thời vụ : Chính vụ trồng 15/10/2010 - Mật độ : 30.000 cây/ha ở chính vụ - Khoảng cách : 50 x 50 cm ở chính vụ - Phân bón cho 1 ha
25 tấn phân chuồng hoai mục + 150 kg đạm + 70 kg lân + 120 kg kali - Phương pháp bón:
Bón lót toàn bộ phân chuồng + phân lân + 1/3 phân kali Bón thúc chia làm 4 lần:
Lần 1: Sau trồng 15 ngày, bón 1/4 lượng đạm
Lần 2: Sau trồng khoảng 35 - 40 ngày (bón vào thời kỳ bắt đầu trải lá): Bón 1/4 lượng đạm
Lần 3: Bón khi cây bắt đầu cuốn, bón 1/4 đạm + 1/3 phân kali Lần 4: Sau lần 3 khoảng 15 ngày, bón 1/4 đạm + 1/3 phân kali
- Nước tưới: Ngày tưới 1 - 2 lần tủy thuộc vào điều kiện thời tiết và ẩm độ. - Chăm sóc:
Thời kỳ trồng - hồi xanh: xới váng, dặm cây chết
Thời kỳ hồi xanh - trải lá: tưới rãnh, vun gốc, bón thúc lần 1, phòng trừ dịch hại.
Thời kỳ trải lá - cuốn: tưới rãnh, bón thúc 2 lần, tỉa lá già, phòng trừ dịch hại. Thời kỳ cuốn – thu hoạch: tưới nước, bón thúc lần cuối, tỉa lá già, phòng trừ dịch hại. Khi bắp cuốn chặt trước thu hoạch khoảng 20 ngày ngừng tưới nước, bón thúc và phun thuốc trừ dịch hại.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
2.3. Nội dung nghiên cứu
2.3.1. Điều tra thành phần và diễn biến của sâu hại trên rau bắp cải tại điểm thực tập điểm thực tập
2.3.2. Nghiên cứu hiệu lực trừ sâu của dung dịch ngâm củ hành và dung dịch ngâm củ tỏi trong phòng trừ sâu hại rau bắp cải tại Thái Nguyên vụ đông xuân chính vụ năm 2010
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1. Điều tra đánh giá hiện trạng sản xuất rau tại Thái Nguyên
- Số liệu về hiện trạng sản xuất rau được thu thập tại Cục thống kê và Phòng Kinh tế thành phố Thái Nguyên.
- Số liệu sơ cấp thu thập theo phương pháp điều tra sử dụng bộ câu hỏi có tiêu chí thiết kế trước và câu hỏi mở (semi - structural questionaire) và thảo luận nhóm là công cụ chính của điều tra.
2.4.2. Điều tra thành phần và diễn biến của sâu hại trên rau bắp cải tại Thái Nguyên Thái Nguyên
Phương pháp điều tra được tiến hành theo phương pháp chung của Viện Bảo vệ thực vật.
- Định kỳ điều tra 5 ngày một lần trên cây rau bắp cải tại vùng chuyên canh rau của Thái Nguyên.
- Xác định thành phần sâu hại theo phương pháp: Điều tra ruộng cố định.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
+ Điều tra ruộng cố định:
Phương pháp: Điều tra thành phần và diễn biến của sâu hại trên rau bắp cải được điều tra theo 5 điểm theo đường chéo góc, mỗi điểm 1m2, mỗi lần điều tra không lặp lại số cây lần trước đã điều tra.
Xác định thành phần mật độ sâu hại trên đồng ruộng Mật độ sâu (con/m2
) = Tổng số sâu điều tra (con) Diện tích điều tra (m2)
+ Điều tra bổ sung: Trên một số địa điểm khác trồng bắp cải, phương pháp tiến hành giống như điều tra cố định.
2.4.3. Nghiên cứu hiệu lực trừ sâu của cây hành và cây tỏi
3.4.3.1. Thí nghiệm trong phòng
Thu củ của cây hành và cây tỏi có khả năng trừ sâu ngoài tự nhiên đem về rửa sạch, băm hoặc giã nhỏ, ngâm vào trong nước 24h, lọc lấy dung dịch ngâm phun lên cây có sâu hoặc nhúng cây chưa có sâu vào dung dịch trước khi thả sâu. Phương pháp nuôi rệp, sâu tơ, sâu xanh bướm trắng và sâu khoang hại rau được tiến hành theo phương pháp chuẩn của Viện Bảo vệ thực vật và của Bộ Nông nghiệp & Phát triển nông thôn.
+ Đối với rệp: Thu thập rệp trưởng thành ngoài ruộng về, thả rệp vào cây bắp cải trong lồng nuôi sâu để gây rệp giống sử dụng trong thí nghiệm. Trước khi tiến hành thí nghiệm, bắt một số rệp trưởng thành cho vào cây bắp cải sạch rệp nuôi riêng, ngày hôm sau (1 ngày) thu rệp non mới nở thả vào các lồng nuôi sâu chuẩn bị cho thí nghiệm.
+ Đối với sâu tơ, sâu xanh và sâu khoang: Thu thập nhộng và sâu trưởng thành từ ngoài ruộng về. Cho đến khi nhộng chuẩn bị vũ hóa, cho nhộng vào đĩa Petri (khoảng 50 - 100 nhộng) rồi đặt đĩa Petri có nhộng vào trong lồng nuôi sâu có trồng cải sạch sâu trong đó, đến khi nhộng vũ hóa