CHƯƠNG 1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
1.4. Các nghiên cứu về phòng trừ cỏ dại cho các cây trồng cạn
Ở nước ta, các công trình nghiên cứu phòng trừ cỏ dại trên cây trồng cạn đặc biệt là các cây trồng lạc còn chưa nhiều. Sau một số công trình nghiên cứu của tác giả Hoàng Anh Cung về sử dụng thuốc trừ cỏ cho ngô và đậu tương vào năm 1978 và 1982, trong 3 năm 1996 – 1999, Viện Bảo vệ thực vật đã tiến hành nghiên cứu một số nội dung có liên quan đến phòng trừ cỏ dại trên các cây trồng cạn. Kết quả nghiên cứu cho thấy hoạt động phòng trừ cỏ dại có sự thay đổi đa dạng về phương thức cũng như mức độ phụ thuộc vào từng loại cây trồng, điều kiện kinh tế ở từng vùng sản xuất. Tuy nhiên, cho đến nay phương thức sử dụng công cụ giản đơn như cuốc, nạo,..v.v. . để xới xáo hay nhổ cỏ bằng tay vẫn đang được sử dụng phổ biến trên đa số cây trồng hàng năm như ngô, lạc, đậu tương. Trên các vùng đất dốc, hàng vụ nông dân phải tiến hành hai lần trừ cỏ thủ công trên lúa nương với số công lao động rất lớn (100-150 công/ha/lần) hoặc kết hợp một lần xới xáo với một lần sử dụng thuốc trừ cỏ (chủ yếu là Ally). Trên cây ngô và đậu tương, nông dân cũng phải tiến hành xới cỏ lần 1 vào khoảng 15 ngày sau gieo và vụ lại vào 30 ngày sau gieo với số công lao động bình quân khoảng 100 công/ ha. Điều đó không chỉ làm cho chi phí sản xuất tăng rất cao, mà còn gây nên sự thiếu hụt về nhân lực lao động trong các thời vụ gieo trồng, Tuy nhiên cho đến nay vẫn có tới 86,4% số hộ nông dân ở các vùng trồng ngô và đậu tương chỉ áp dụng biện pháp xới xáo mà không quan tâm đến các biện pháp khác
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………. 13
Mặc dù các thuốc trừ cỏ trên cây trồng cạn đã bắt đầu được đưa vào sử dụng từ giữa thập kỷ 70 với sự khởi đầu là sử dụng các hoạt chất Simazine, Atrazine và Metolachlor để trừ cỏ cho ngô (Hoàng Anh Cung, [2] ). Sang thập kỷ 80, Metolachlor cũng đã được nghiên cứu để sử dụng trên đỗ tương (Hoàng Anh Cung, 1984 [4] ). Tuy nhiên mức độ sử dụng của các thuốc này vẫn còn hạn chế chỉ tập trung chủ yếu ở một số vùng có diện tích canh tác lớn như các nông trường quốc doanh hay các vùng sản xuất lớn ỏ đồng bằng Nam bộ. Gần đây, do nhu cầu tiết kiệm sức lao động nên nhu cầu sử dụng thuốc trừ cỏ đang có xu hướng tăng lên cả về số lượng, và chủng loại, đưa lượng thuốc sử dụng xấp xỉ ngang bằng với thuốc trừ bệnh. Theo thống kê của Cục BVTV, nếu trong năm 1991, tỷ trọng thuốc trừ cỏ chỉ chiếm 3,6% tổng thuốc trừ dịch hại thì năm 1995 đã tăng lên 15,1% và 1998 là 22%. Số lượng sản phẩm đăng ký sử dụng cũng tăng từ 11 thuốc vào năm 1991 lên 124 thuốc vào năm 1996 và 169 thuốc vào năm 2000.
Hiện nay chúng ta đã nghiên cứu và sử dụng thành công nhiều hoạt chất trừ cỏ mới trên lúa nương, ngô và đậu tương. Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Tân và Nguyễn Hồng Sơn (2000) [10] thì trên lúa cạn có thể sử dụng Dual 720 EC vào 3 ngày sau gieo, Lyphoxim 16SL để phun trước khi gieo hạt 7 ngày, Ronstar 25 EC phun sau gieo 1-3 ngày hay Nabu phun khi cây cao 3 cm. Trên cây ngô, có thể dùng Dual 720EC, Lasso 48EC phun vào giai đoạn tiền nảy mầm. Trên cây đậu tương cũng có thể dùng Dual, Lasso và Ronstar phun ngay sau gieo hoặc sử dụng Oncide 15EC phun giai đoạn cỏ 2-3 lá. Các kết quả nghiên cứu của Viện Bảo vệ thực vật cũng cho thấy có thể sử dụng Gramoxon 20SL phun định hướng để trừ cỏ cho cả ngô và đậu tương. Tuy nhiên cho đến nay vẫn chỉ có 4,2% số hộ nông dân sử dụng thuốc trừ cỏ (chủ yếu là trên ngô). Ngoài hai biện pháp chủ yếu là xới xáo và sử dụng thuốc hoá học, nông dân cũng đang tiến hành một số hoạt động bổ
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………. 14
sung để hạn chế cỏ dại trong đó biện pháp đốt rẫy và làm kỹ đất được coi là phổ biến và quan trong nhất.
Biện pháp trồng cây che phủ cũng đang được nông dân ở một số vùng trung du, biện pháp sử dụng các cây họ đậu như muồng lá tròn (Chamaecrista rotundifolia), đậu mèo (Mucuna pruriens var. utilis), đậu nho nhe (Vigna umbellata) hay đậu Stylo (Stylosanthes guianensis CIAT 1984) v.v... không chỉ có tác dụng che phủ đất để trừ cỏ mà còn có tác dụng cải tạo đất (Hà Đình Tuấn và CTV, 2002) [13].
1.4.2. Nghiên cứu trên thế giới
Cho đến nay, hoạt động phòng trừ cỏ dại trên các cây trồng cạn đã trải qua nhiều hình thức khác nhau như: đốt, cày ải sâu, cày bừa đất kỹ trước khi gieo trồng, che phủ bằng xác thực vật, điều khiển mật độ gieo trồng, trồng cây che bóng, bón phân hợp lý, nhổ, cắt, nạo, xới và sử dụng thuốc trừ cỏ. Hầu hết các hoạt động canh tác có thể được xem như một biện pháp trực tiếp hạn chế mật độ cỏ, làm đình trệ sinh trưởng, phát triển của cỏ dại hay làm tăng hiệu quả của các biện pháp phòng trừ khác (K. Moody, 1996 [35] ).
1.4.2.1. Biện pháp phơi khô và đốt Đối với cỏ dại nói chung:
Biện pháp phơi khô và đốt là biện pháp canh tác truyền thống thường được tiến hành nhằm mục đích loại bỏ cỏ dại và tàn dư thực vật trước khi tiến hành các hoạt động canh tác (Kang và Sajjapongse, 1980 – dt K. Moody, 1996 [35] ). Hoạt động đốt rẫy không chỉ nhằm mục đích đốt rẫy mà nó còn làm tăng hàm lượng phosphate, silicate và các cation dương trong đất, đồng thời giảm hàm lượng sulfua sinh ra trong quá trình phân huỷ xác hữu cơ, do đó làm tăng pH đất. Tuy nhiên hoạt động đốt rẫy cũng có những mặt tiêu cực nhất định:
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………. 15
- Thứ nhất là khi đốt rẫy chỉ có tác dụng diệt những cây cỏ đã hoặc đang nảy mầm mà không thể hạn chế được hạt cỏ khô nằm trong đất vì phần lớn chúng thường chịu được nhiệt. Thậm chí, biện pháp đốt còn kích thích cho hạt của một số loàì cỏ nảy mầm tốt hơn như các loài trinh nữ Mimosa spp. Nguyên nhân là do hạt của các loài này thường có lớp vỏ cứng và thường ngủ nghỉ sâu, khi đốt sẽ kích thích cho vỏ hạt tách ra và quá trình nảy mầm bắt đầu (Eusen và Wirjiahardja, 1973 – dt K. Moody, 1996 [35] ).
- Thứ hai là biện pháp đốt sẽ làm giảm mật độ các loàì vi sinh vật trong đất (Nye và Greenland, 1960; Laudelout, 1964 – dt K. Moody, 1996 [35] ).
Đối với cỏ gấu:
Do đặc điểm sinh học của chúng, sinh sản bằng thân ngầm và tao thành các củ nối với nhau thành các chuỗi. Hơn nữa, 80 - 95% thân củ được nằm trong đất sâu 12cm có khi thấy ở độ sâu 36cm, nếu đủ độ ẩm cỏ gấu có thể sống tới 2 năm. Vì vậy, nếu đưa lên mặt đất khoảng 1 tuần dưới ánh sáng mặt trời cỏ gấu có thể khô và chết đi (J.T. Brosnan and J. Derank,[24]).
Thân rễ ngầm của cỏ gấu có thể ngâm trong nước 200 ngày vẫn có thể sống sót, nhưng nếu thân rễ được làm khô với độ ẩm 12% (phơi nắng 72h) hầu như các mầm không còn sống sót (Rao and Nagamjan, 1963,[42]). Như vậy việc quản lý phải tổng hợp các biện pháp ngăn ngừa, vật lý, tàn dư và hóa học.
1.4.2.2. Làm kỹ đất trước khi gieo trồng
* Đối với cỏ dại nói chung:
Quá trình sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây trồng phụ thuộc rất nhiều vào quá trình làm đất. Cày bừa đất kỹ trước khi gieo trồng sẽ cung cấp điều kiện tốt nhất cho cây nảy mầm và phát triển tốt ngay từ đầu, do đó có thể lấn át cỏ dại (Biswas và Khan Bassi, 1982 [16]). Đặc biệt trên ruộng lạc hay đậu tương, việc làm đất dối sẽ hạn chế quá trình giữ ẩm, do đó hạn chế
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………. 16
khả năng nảy mầm của hạt. Tại những vị trí cây mất khoảng hoặc mọc muộn, cỏ dại sẽ có cơ hội phát triển mạnh và lấn át cây trồng.
Việc làm đất có thể được tiến hành bằng máy hay bằng gia súc. Tuy cả hai hình thức làm đất trên đều có ưu điểm là hạn chế cỏ dại và tạo điều kiện thuận lợi cho sinh trưởng của cây trồng, song biện pháp làm kỹ đất cũng bộc lộ một số nhược điểm nhất định:
- Biện pháp làm bằng máy tuy có ưu điểm là năng suất cao, phù hợp với các trang trại có diện tích lớn. Tuy nhiên quá trình cày bừa bằng máy không thể vùi kỹ cỏ dại xuống tầng đất sâu mà đôi khi còn cắt thân cỏ thành nhiều mảnh, tạo điều kiện cho các loàì cỏ lâu năm sinh sản vô tính như cỏ tranh, cỏ gừng, cỏ gấu phát tán và nhân mật độ quần thể. Do vậy biện pháp làm đất chỉ thực sự có hiệu quả trừ cỏ cao khi tiến hành bằng gia súc.
- Quá trình cày ải kết hợp với cày bừa đất nhiều lần trước khi gieo trồng sẽ đưa hạt cỏ ở tầng dưới lên tầng trên, tạo điều kiện cho chúng nảy mầm tốt hơn, do đó đôi khi còn làm tăng mật độ cỏ.
* Đối với cỏ gấu:
Việc canh tác (làm đất, cày bừa) đặc biệt là cày lật trước khi thu hoạch làm giảm sự nẩy mầm của cỏ gấu. Thông qua việc phay, bừa vào khoảng 2 – 3 tuần kết hợp với các loại cào răng để loại bỏ cỏ gấu thì tỷ lệ cây sống sót giảm nhưng tốn rất nhiều công (Westmoreland et al., 1955,[49]).
1.4.2.3. Che phủ bằng xác thực vật
*Đối với cỏ dại nói chung:
Việc sử dụng các nguyên liệu xác thực vật như cỏ khô, trấu v.v… để phủ lên mặt đất không chỉ có tác dụng hạn chế quá trình nảy mầm của cỏ dại mà còn có tác dụng giữa ẩm cho cây trồng nảy mầm và phát triển. Đây là biện pháp rẻ tiền, hiệu quả cao song khó áp dụng được trên qui mô rộng (Barker và Herdt, 1985 – dt K. Moody, 1996 [35]). Biện pháp này đặc biệt không có hiệu
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………. 17
quả đối cỏ gấu vì khi cỏ gấu có đủ độ ẩm thì chúng nẩy mầm rất nhanh, mầm chúng có thể xuyên qua các lớp che phủ đơn giản. Hơn nữa, khi có đủ độ ẩm làm cho các thân củ có thể ngủ nghỉ tới 2 năm là nguồn gây hại cho vụ sau.
*Đối với cỏ gấu:
Việc che phủ bằng xác thực vật hầu như không có hiệu quả với cỏ gấu do cỏ gấu có thể rễ rang phát triển và đâm lên trên các lớp che phủ.
Một số nước dùng các thảm che cỏ bằng Polypropylene có hiệu quả chế át khi áp dụng hợp lý phù hợp. Tuy nhiên, thảm dạng này rất phức tạp – dạng xốp để không khí và nước có thể đi qua và có khoảng không để cỏ vẫn có thể phát triển sau vụ cuối cùng thì di chuyển và thu tàn dư trên thảm bằng cách cắt hoặc phơi khô, song thảm che cỏ này đòi hỏi vườn phải bỏ hoang không gieo trồng trong vòng 2 – 4 tháng. Mặt khác biện pháp này phải đòi hỏi kỹ thuật gắn thảm che cỏ vào đất rất cao thì mới phát huy hết tác dụng phòng trừ cỏ gấu, với việc sử dụng thảm che cỏ này cỏ gấu mọc nhanh và được giữ lại bên trong thảm cho tới khi cây cỏ gấu cong lại và tạo thàng 1 lớp che ánh sáng làm cho các mầm sau không thể nẩy mầm, trong chu trình 2 – 4 tháng như vậy di chuyển và tiêu diệt. Khi di chuyển thảm che cỏ không nên xới xáo khi chưa cần thiết vì khi xới xáo sẽ đưa các cá thể sống sót lên trên và tạo điều kiện nẩy mầm. (J.T. Brosnan and J. Derank,[24]).
1.3.2.4. Xới xáo thủ công
Đây là biện pháp trực tiếp tiêu diệt cỏ dại thường được áp dụng phổ biến ở các nước Châu á.
*Đối với cỏ dại nói chung:
Trên ngô tiến hành 2 lần vào khoảng 10-14 và 20-25 ngày sau gieo.
Trên đậu tương, nông dân thường chỉ làm cỏ 2 lần vào trước và 20 -25 ngày sau gieo.
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………. 18
Biện pháp xới xáo thủ công có rất nhiều ưu điểm như: trừ cỏ triệt để, có thể kết hợp xới xáo với vun gốc do đó vừa làm tơi xốp đất vừa chống đổ cho cây. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của biện pháp này là tốn nhiều công lao động, do đó nó thường chỉ được sử dụng đối với những vùng có diện tích canh tác ít hoặc đối với các cây trồng có giá trị kinh tế cao (S. K. De Data, 1979 [18]).
Do mật độ gieo cao, do đó hoạt động xới xáo thường rất khó khăn, do đó nó không chỉ không chỉ đòi hỏi nhiều nhân công lao động mà còn gây ảnh hưởng tới sinh trưởng của cây trồng. Chính vì vậy mà Hamerton (1975) cảm thấy rằng ở các nước nhiệt đới và cận nhiệt đới, nền sản xuất đậu tương có thể không tồn tại được trừ khi có sự thay thế biện pháp thủ công bằng sử dụng thuốc hoá học,[21].
* Đối với cỏ gấu:
Biện pháp này chỉ có tác dụng khi xới xáo trước gieo trồng và nếu được kết hợp phơi ải đất 1 – 2 tuần dưới ánh nắng mặt trời. Nếu khi đã gieo trồng việc xới xáo hầu như không có tác dụng hạn chế cỏ gấu vì chúng có khả năng sinh sản bằng các thân, mảnh, củ khi xới xáo. (J.T. Brosnan and J.
Derank,[24]).
1.4.2.5. Biện pháp sinh học
Biện pháp phòng trừ sinh học đang được coi là một xu hướng ưu việt như là biện pháp phi hóa học trừ cỏ dại bởi nguyên nhân về mặt sinh thái cũng như hiệu quả lâu dài của chúng. Phòng trừ sinh học được De Bach (1964) định nghĩa như một hoạt động nghiên cứu ứng dụng các côn trùng ký sinh, bắt mồi ăn thịt hay các tác nhân gây bệnh đối với một quần thể ký chủ xác định - Dẫn theo Harley, 1992 [22]. Cũng như với các đối tượng phòng trừ khác, phòng trừ sinh học cỏ dại được chia thành hai dạng là phòng trừ cổ điển và biện pháp lan truyền sinh học.
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………. 19
Phòng trừ sinh học cỏ dại theo phương hướng cổ điển
Phòng trừ cổ điển là việc đưa những tác nhân sinh học vào các vùng chưa có sự phân bố tự nhiên của chúng để ngăn chặn mật độ của những cỏ dại cần phòng trừ (Dẫn theo Harley, 1992 [22]). Các tác nhân trong phòng trừ cổ điển thường là các động vật chân khớp hay một số tác nhân gây bệnh.
Phòng trừ bằng biện pháp lan truyền sinh học là việc nhân thả vào môi trường nhiều lần với số lượng lớn tác nhân để nhân mật độ quần thể lên đủ để phòng trừ một cỏ dại xác định hoặc bổ sung mật độ cho các tác nhân phòng trừ khi chúng chưa đủ để tiêu diệt cỏ dại. Có thể sử dụng các tác nhân này dưới 2 dạng là bổ sung nguồn bệnh hay dạng thuốc trừ cỏ sinh học. Phương pháp bổ sung nguồn bệnh được áp dụng với nấm chuyên tính như nấm gi sắt vì các nấm này không nuôi cấy được trong môi trường invitro, do đó người ta chỉ có thể thu thập nguồn bệnh và thả trực tiếp trên đồng ruộng.
Phương pháp sử dụng thuốc trừ cỏ sinh học là việc sản xuất hàng loạt và sử dụng nấm bệnh như một thuốc trừ cỏ sinh học (Myco-herbicide) - Harley, 1992)
Cho đến nay trên thế giới đã có nhiều kết quả nghiên cứu và ứng dụng thành công phòng trừ sinh học trên cỏ dại, nhưng đối với châu Á, đặc biệt là các nước Đông Nam Á thì quá trình nghiên cứu sử dụng vẫn còn chậm phát triển và thành tựu cũng còn rất hạn chế (De Datta, 1979 [18]). Theo công bố của Julien, (1992) [26] thì cho đến nay các nước trên thế giới đã tiến hành nghiên cứu nhân thả tới 340 loài côn trùng và 24 nấm ký sinh trên cỏ dại trên cả lúa nước và cây trồng cạn.
Phòng trừ bằng biện pháp sử dụng thuốc trừ cỏ sinh học
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………. 20
Phòng trừ sinh học theo phương thức lan truyền sinh học được mở màn bằng sự thành công trong việc sử dụng thuốc trừ cỏ sinh học "Collego” là một sản phẩm được sản xuất từ nấm Collectotrichum gloeosporioides và đưa vào sử dụng năm 1982 để trừ cỏ Aeschynomene virginica ở Mỹ (Smith, 1986 [45]).
Bên cạnh các nghiên cứu trên thì một số dự án nghiên cứu phòng trừ sinh học theo hướng này trên lúa cũng bắt đầu từ năm 1991 tại IRRI hợp tác với trường Đại học Mc. Gill, Canada để đánh giá tiềm năng sử dụng các tác nhân gây bệnh thực vật tại chỗ trừ các loài cỏ chủ yếu trên lúa. Mục tiêu là các cỏ C. Difformis, C. Iria, C. Rotundus, E. Colona, E. Crus-galli, Fimbristylis milinalis, monochoria invisa, Monochoria vaginalis và Spenoclea zeylanica.
Ba loài nấm Curvularria spp. được phân lập từ các loài cỏ lác Cyperus spp. và cỏ trất (Fimbristylis miliceae) cho mức độ độc tố khác nhau đối với các loài cỏ trên. Nấm Alternaria spp cũng cho hiệu quả phòng trừ cao đối với Monochoria invisa.
Wenning Zhang et al, (1994) còn cho biết thêm nấm Exserobilum monoceras ở nồng độ tế bào từ 2,5 × 107 đạt hiệu quả trừ trên 90% đối với cả 3 loài lồng vực trên ở dạng thương phẩm như dầu hoặc bột khô, trong khi đó ở nồng độ 5
× 107 mới gây chết 100% lúa non. Ngoài ra, ba loài nấm Curvularria spp.
được phân lập từ các loài cỏ lác Cyperus spp. và cỏ chát Fimbristylis miliacea cũng được coi là có triển vọng để trừ các cỏ trên.
Tuy tiềm năng về tác nhân sinh học có phần phong phú hơn, nhưng không phải là biện pháp phòng trừ sinh học theo hướng lan truyền không gặp những khó khăn, nhất là đối với phòng trừ sinh học cỏ hoà thảo vì các nấm ký