Tổng quan nghiên cứu

Cao lương ngọt (Sorghum bicolor L. Moench) là cây năng lượng sinh học tiềm năng tại Việt Nam, với năng suất sinh khối lớn trên 60 tấn/ha và hàm lượng đường cao, cho hiệu suất chuyển hóa ethanol vượt trội so với các cây trồng khác như sắn, mía và ngô. Tại Thái Nguyên, cao lương ngọt được trồng phổ biến và có thể thích nghi với điều kiện khí hậu khắc nghiệt, đặc biệt là khả năng chịu hạn và không kén đất. Tuy nhiên, cây cao lương ngọt chịu ảnh hưởng nghiêm trọng bởi các loài sâu bệnh, trong đó rệp Myzus persicae là một trong những đối tượng gây hại nguy hiểm nhất, làm giảm năng suất và hàm lượng đường.

Nghiên cứu được thực hiện trong vụ Xuân Hè 2013-2014 tại tỉnh Thái Nguyên nhằm mục tiêu xác định thành phần, tần suất xuất hiện và đặc điểm sinh vật học của rệp Myzus persicae trên cao lương ngọt; đánh giá hiệu quả của các biện pháp phòng trừ rệp; đồng thời nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) đến năng suất và hàm lượng đường của cây. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc xây dựng biện pháp phòng trừ rệp hiệu quả, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng cao lương ngọt, phục vụ sản xuất ethanol sinh học và phát triển nông nghiệp bền vững tại Thái Nguyên.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về sinh học côn trùng, đặc biệt là sinh trưởng và phát triển của rệp Myzus persicae, cùng các khái niệm về quản lý dịch hại tổng hợp (IPM). Các khái niệm chính bao gồm:

  • Đặc điểm sinh vật học của rệp Myzus persicae: vòng đời, hình thái, sức sinh sản, nhịp điệu sinh sản và ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh như nhiệt độ, ẩm độ đến sự phát triển.
  • Tác hại của rệp trên cây cao lương ngọt: hút dịch làm giảm khả năng quang hợp, truyền bệnh virus, ảnh hưởng đến năng suất và hàm lượng đường.
  • Biện pháp phòng trừ rệp: sử dụng thuốc BVTV, biện pháp sinh học, xử lý hạt giống, và quản lý dịch hại tổng hợp nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe con người.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập rệp Myzus persicae và các loài rệp khác trên cao lương ngọt tại các ruộng cố định và bổ sung ở Thái Nguyên trong vụ Xuân Hè 2013-2014.
  • Phương pháp điều tra: Sử dụng phương pháp 5 điểm chéo góc theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01-38:2010/BNNPTNT để xác định thành phần, tần suất xuất hiện và mật độ rệp.
  • Phương pháp nuôi và nghiên cứu sinh vật học: Nuôi rệp trong phòng thí nghiệm ở hai mức nhiệt độ 25°C và 30°C, theo dõi vòng đời, sức sinh sản, nhịp điệu sinh sản và các đặc điểm hình thái.
  • Thí nghiệm hiệu lực thuốc BVTV: Bố trí thí nghiệm ô vuông Latin với 3 công thức (đối chứng, Actara 25WG, Vineem 1500EC) tại phòng thí nghiệm và ngoài đồng ruộng, đánh giá hiệu lực tiêu diệt rệp theo công thức Abbott và Henderson–Tilton.
  • Đánh giá năng suất và hàm lượng đường: Đo các yếu tố cấu thành năng suất (khối lượng thân lá, thân tươi), năng suất lý thuyết và thực thu; xác định hàm lượng đường bằng máy đo độ Brix ở các giai đoạn sinh trưởng.
  • Xử lý số liệu: Sử dụng phần mềm Excel 2007 và SAS để phân tích thống kê, biểu diễn dữ liệu bằng đồ thị và bảng biểu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thành phần và tần suất xuất hiện rệp trên cao lương ngọt tại Thái Nguyên
    Ba loài rệp được xác định gồm Myzus persicae, Aphis maydis và Sipha flava. Trong đó, Myzus persicae có tần suất bắt gặp rất phổ biến trên 50%, trong khi hai loài còn lại phổ biến từ 26-50%.

  2. Diễn biến mật độ rệp Myzus persicae
    Mật độ rệp bắt đầu xuất hiện từ ngày 2/4 với ba cao điểm chính: 18,2 con/m² (03/4), 72,6 con/m² (19/4) và đỉnh cao 194,2 con/m² (23-25/5). Mật độ rệp có xu hướng tăng mạnh vào cuối tháng 5, ảnh hưởng trực tiếp đến sinh trưởng của cây.

  3. Đặc điểm sinh vật học của rệp Myzus persicae

    • Vòng đời trung bình của rệp không cánh (aptera) là 17,4 ngày ở 25°C và 15,4 ngày ở 30°C; rệp có cánh (alate) có vòng đời dài hơn, lần lượt 19,7 và 17,0 ngày.
    • Khởi điểm phát dục (to) của rệp không cánh là 5,4°C, của rệp có cánh là 3,5°C.
    • Số lứa lý thuyết trong năm là khoảng 17,7 lứa cho rệp không cánh và 16,4 lứa cho rệp có cánh.
    • Sức sinh sản trung bình của rệp không cánh đạt 27,17 con/rệp mẹ ở 25°C và 27,5 con/rệp mẹ ở 30°C; rệp có cánh có sức sinh sản thấp hơn ở 25°C nhưng cao hơn ở 30°C.

  4. Hiệu lực của thuốc BVTV trong phòng trừ rệp

    • Trong phòng thí nghiệm, Actara 25WG và Vineem 1500EC có hiệu lực tiêu diệt rệp đạt trên 80% sau 7 ngày phun.
    • Ngoài đồng ruộng, hiệu lực phòng trừ rệp của hai thuốc này cũng đạt trên 75% sau 14 ngày, giúp giảm mật độ rệp đáng kể so với đối chứng.

  5. Ảnh hưởng của thuốc BVTV đến năng suất và hàm lượng đường cao lương ngọt

    • Sử dụng thuốc BVTV làm tăng năng suất thực thu cao lương ngọt từ khoảng 55 tấn/ha lên đến 70 tấn/ha, tăng 27% so với đối chứng.
    • Hàm lượng đường đo bằng độ Brix tăng từ 12% lên 15% ở giai đoạn thu hoạch khi áp dụng biện pháp phòng trừ rệp hiệu quả.

Thảo luận kết quả

Mật độ rệp Myzus persicae tăng cao vào cuối vụ Xuân Hè phù hợp với điều kiện khí hậu ấm áp và lượng mưa giảm, tạo điều kiện thuận lợi cho rệp sinh sản nhanh. Vòng đời ngắn và sức sinh sản cao của rệp cho phép quần thể phát triển nhanh chóng, gây hại nghiêm trọng nếu không kiểm soát kịp thời. Kết quả này tương đồng với các nghiên cứu quốc tế về sinh học rệp trên cây ngô và các cây trồng khác.

Hiệu lực cao của thuốc Actara 25WG và Vineem 1500EC cho thấy biện pháp hóa học vẫn là lựa chọn hiệu quả trong phòng trừ rệp, tuy nhiên cần kết hợp với biện pháp sinh học và quản lý dịch hại tổng hợp để hạn chế kháng thuốc và bảo vệ môi trường. Việc tăng năng suất và hàm lượng đường khi phòng trừ rệp thành công khẳng định vai trò quan trọng của kiểm soát dịch hại trong nâng cao chất lượng cây cao lương ngọt, phục vụ mục tiêu sản xuất ethanol sinh học.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ diễn biến mật độ rệp theo thời gian, bảng so sánh vòng đời và sức sinh sản ở hai mức nhiệt độ, cũng như biểu đồ cột thể hiện năng suất và hàm lượng đường giữa các công thức xử lý.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Thường xuyên theo dõi mật độ rệp Myzus persicae trên cao lương ngọt

    • Thực hiện điều tra định kỳ theo phương pháp 5 điểm chéo góc để phát hiện sớm và đánh giá mức độ gây hại.
    • Mục tiêu giảm mật độ rệp dưới ngưỡng gây hại kinh tế (khoảng 25 con/m²).
    • Thời gian thực hiện: hàng tuần trong suốt vụ Xuân Hè.
    • Chủ thể: cán bộ kỹ thuật nông nghiệp và nông dân.

  2. Áp dụng biện pháp phòng trừ tổng hợp (IPM)

    • Kết hợp sử dụng thuốc BVTV có hiệu lực như Actara 25WG và Vineem 1500EC với biện pháp sinh học và xử lý hạt giống.
    • Mục tiêu giảm thiểu sử dụng thuốc hóa học, bảo vệ thiên địch và môi trường.
    • Thời gian: áp dụng trong suốt vụ trồng.
    • Chủ thể: nông dân, chuyên gia BVTV.

  3. Xử lý hạt giống cao lương ngọt trước khi gieo

    • Sử dụng thuốc xử lý hạt giống để hạn chế sự phát sinh ban đầu của rệp.
    • Mục tiêu giảm mật độ rệp ngay từ giai đoạn đầu sinh trưởng.
    • Thời gian: trước khi gieo hạt.
    • Chủ thể: nhà cung cấp giống, nông dân.

  4. Nâng cao nhận thức và đào tạo kỹ thuật cho nông dân

    • Tổ chức các lớp tập huấn về nhận biết rệp, biện pháp phòng trừ và sử dụng thuốc BVTV an toàn.
    • Mục tiêu nâng cao hiệu quả phòng trừ và bảo vệ sức khỏe người lao động.
    • Thời gian: trước và trong vụ trồng.
    • Chủ thể: cơ quan quản lý nông nghiệp, tổ chức đào tạo.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nông dân trồng cao lương ngọt

    • Lợi ích: Nắm bắt kiến thức về đặc điểm sinh học rệp và biện pháp phòng trừ hiệu quả, nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.
    • Use case: Áp dụng kỹ thuật xử lý hạt giống và phun thuốc đúng thời điểm.

  2. Chuyên gia và cán bộ kỹ thuật nông nghiệp

    • Lợi ích: Cơ sở khoa học để tư vấn, hướng dẫn nông dân và xây dựng chương trình quản lý dịch hại tổng hợp.
    • Use case: Thiết kế kế hoạch điều tra và phòng trừ rệp phù hợp với điều kiện địa phương.

  3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành khoa học cây trồng, bảo vệ thực vật

    • Lợi ích: Tài liệu tham khảo về sinh học rệp Myzus persicae, phương pháp nghiên cứu và đánh giá hiệu quả thuốc BVTV.
    • Use case: Phát triển đề tài nghiên cứu sâu hơn về quản lý dịch hại và chọn giống kháng rệp.

  4. Doanh nghiệp sản xuất và cung ứng thuốc BVTV

    • Lợi ích: Thông tin về hiệu lực của các sản phẩm thuốc trừ sâu trên rệp Myzus persicae, hỗ trợ phát triển sản phẩm phù hợp.
    • Use case: Nghiên cứu cải tiến công thức thuốc và chiến lược tiếp thị.

Câu hỏi thường gặp

  1. Rệp Myzus persicae gây hại như thế nào trên cây cao lương ngọt?
    Rệp hút dịch ở nõn, lá non làm giảm khả năng quang hợp, gây héo và rụng hoa, đồng thời truyền bệnh virus làm giảm năng suất và hàm lượng đường.

  2. Làm thế nào để phát hiện sớm mật độ rệp trên đồng ruộng?
    Sử dụng phương pháp điều tra 5 điểm chéo góc, đếm số rệp trên diện tích 1 m² tại các điểm điều tra định kỳ hàng tuần.

  3. Thuốc BVTV nào hiệu quả trong phòng trừ rệp Myzus persicae?
    Actara 25WG và Vineem 1500EC được đánh giá có hiệu lực tiêu diệt rệp trên 80% sau 7 ngày phun, phù hợp sử dụng trong điều kiện thực tế.

  4. Ảnh hưởng của việc phòng trừ rệp đến năng suất và hàm lượng đường cao lương ngọt ra sao?
    Phòng trừ rệp hiệu quả giúp tăng năng suất thực thu lên khoảng 27% và nâng hàm lượng đường từ 12% lên 15% ở giai đoạn thu hoạch.

  5. Có biện pháp sinh học nào thay thế thuốc hóa học để phòng trừ rệp không?
    Có thể sử dụng chế phẩm sinh học như dung dịch ngâm hạt xoan neem và chế phẩm thảo mộc Vineem 1500EC, vừa hiệu quả vừa an toàn cho môi trường và sức khỏe.

Kết luận

  • Xác định được ba loài rệp hại chính trên cao lương ngọt tại Thái Nguyên, trong đó Myzus persicae là loài phổ biến và gây hại nghiêm trọng nhất.
  • Đặc điểm sinh vật học của rệp Myzus persicae cho thấy vòng đời ngắn, sức sinh sản cao, phù hợp với điều kiện khí hậu Thái Nguyên, tạo điều kiện cho quần thể phát triển nhanh.
  • Thuốc BVTV Actara 25WG và Vineem 1500EC có hiệu lực cao trong phòng trừ rệp, góp phần giảm mật độ rệp và tăng năng suất, hàm lượng đường của cao lương ngọt.
  • Biện pháp phòng trừ tổng hợp, kết hợp xử lý hạt giống, sử dụng thuốc BVTV và biện pháp sinh học là cần thiết để quản lý rệp hiệu quả và bền vững.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho phát triển kỹ thuật canh tác cao lương ngọt tại Thái Nguyên, hướng tới sản xuất ethanol sinh học và phát triển nông nghiệp bền vững.

Next steps: Triển khai áp dụng các biện pháp phòng trừ đã nghiên cứu trên diện rộng, đào tạo nông dân và cán bộ kỹ thuật, đồng thời tiếp tục nghiên cứu chọn giống kháng rệp và biện pháp sinh học thay thế thuốc hóa học.

Call to action: Các cơ quan quản lý, nhà nghiên cứu và nông dân cần phối hợp chặt chẽ để áp dụng kết quả nghiên cứu, nâng cao hiệu quả sản xuất cao lương ngọt, góp phần đảm bảo an ninh năng lượng và phát triển nông nghiệp xanh, bền vững.