Tổng quan nghiên cứu

Lúa gạo giữ vai trò an ninh lương thực sống còn khi cung cấp nguồn dinh dưỡng chủ lực cho ít nhất 65% dân số thế giới. Tuy nhiên, sản xuất lúa nước thường xuyên đối mặt với các đợt dịch hại nguy hiểm, trong đó rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal) được xếp vào nhóm dịch hại nghiêm trọng hàng đầu. Tại tỉnh Hà Nam, số liệu thống kê lịch sử giai đoạn 2004 - 2014 cho thấy diện tích nhiễm rầy nâu và rầy lưng trắng liên tục gia tăng phức tạp. Điển hình trong các năm 2007 - 2010, diện tích nhiễm rầy tăng gấp 3 đến 6 lần so với năm 2006 và tăng gấp 10 đến 12 lần so với giai đoạn 2004 - 2005. Đến giai đoạn 2012 - 2014, mật độ rầy phổ biến ở mức 500 - 1.000 con/m2, cá biệt nhiều ổ rầy bùng phát cục bộ vượt ngưỡng 6.000 con/m2 gây ra hiện tượng cháy rầy nghiêm trọng.

Vấn đề cốt lõi đặt ra là sự lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học kết hợp với các tập quán canh tác thâm canh mất cân đối đã làm suy giảm quần thể thiên địch, gây bộc phát dịch rầy và phát sinh tính kháng thuốc. Nhằm giải quyết thực trạng này, nghiên cứu được thực hiện với mục tiêu xác định thành phần rầy hại thân, tập đoàn thiên địch bắt mồi, đồng thời làm rõ tác động của các yếu tố sinh thái bao gồm giống lúa, chân đất canh tác và mức phân bón đạm đến biến động số lượng rầy nâu. Phạm vi nghiên cứu được triển khai toàn diện trong cả vụ xuân và vụ mùa năm 2015 tại huyện Bình Lục, tỉnh Hà Nam. Kết quả đề tài mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc khi cung cấp hệ thống luận cứ chuẩn xác, giúp giảm thiểu trên 30% lượng thuốc hóa học sử dụng, bảo tồn hệ sinh thái đồng ruộng và nâng cao hiệu quả kinh tế bền vững cho người trồng lúa.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết sinh thái học côn trùng nông nghiệp và nguyên lý quản lý dịch hại tổng hợp (IPM). Trọng tâm lý thuyết xoay quanh mối quan hệ tương tác giữa cây ký chủ, côn trùng gây hại, quần thể thiên địch và các yếu tố môi trường nhân tạo. Trong đó, bốn khái niệm then chốt được vận dụng xuyên suốt gồm:

Thứ nhất, sức chống chịu của cây ký chủ: Mức độ mẫn cảm hoặc kháng rầy của từng giống lúa quyết định trực tiếp đến tốc độ tích lũy số lượng của dịch hại.

Thứ hai, tiểu khí hậu đồng ruộng: Chế độ ngập nước, ẩm độ và mật độ tán lá tạo ra vi khí hậu đặc thù tại phần gốc thân lúa, ảnh hưởng đến khả năng đẻ trứng và tỷ lệ sống của rầy non.

Thứ ba, cân bằng sinh thái học tự nhiên: Khả năng tự điều hòa quần thể sâu hại thông qua áp lực săn bắt mồi của tập đoàn thiên địch bản địa.

Thứ tư, chọn lọc tính kháng thuốc: Phản ứng sinh học của rầy nâu trước áp lực của các hoạt chất hóa học thế hệ mới và cũ, định hướng giải pháp luân phiên thuốc khoa học.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu tuân thủ nghiêm ngặt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01-166:2014/BNNPTNT về phương pháp điều tra phát hiện dịch hại lúa. Cỡ mẫu điều tra đồng ruộng được cố định 10 điểm theo phương pháp ngẫu nhiên, mỗi điểm kiểm tra 10 khóm lúa (tổng cộng 100 khóm/kỳ điều tra), thực hiện định kỳ 7 ngày/lần xuyên suốt từ giai đoạn hồi xanh đến khi lúa chín hoàn toàn trong cả 2 vụ lúa. Dụng cụ thu mẫu chuẩn sử dụng khay nhựa kích thước 20 x 20 x 5 cm tráng lớp dầu mỏng, kết hợp ống hút côn trùng và vợt chuyên dụng đường kính 30 cm.

Thí nghiệm ảnh hưởng của phân bón được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) với 3 công thức mức đạm Urê (3,5 kg; 5,0 kg và 6,5 kg/sào), nhắc lại 3 lần trên diện tích 30 m2 mỗi ô. Khảo nghiệm hiệu lực thuốc hóa học được tiến hành đồng thời trong lồng mica cách ly (chậu vại) và ngoài ruộng diện hẹp với 4 công thức, 3 lần nhắc lại. Lý do lựa chọn các công thức toán học gồm: công thức Abbott được áp dụng cho thí nghiệm phòng/nhà lưới nhằm loại trừ tỷ lệ chết tự nhiên sau 3h, 6h, 24h, 48h và 72h; công thức Henderson-Tilton được lựa chọn cho thí nghiệm đồng ruộng để hiệu đính chính xác biến động mật độ tự nhiên trước và sau phun tại các mốc 3, 7 và 14 ngày. Toàn bộ số liệu thực nghiệm được xử lý thống kê sinh học trên phần mềm chuyên dụng Excel và IRRISTAT.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Kết quả nghiên cứu thực nghiệm năm 2015 tại Bình Lục, Hà Nam mang lại các số liệu đột phá:

Thứ nhất, về thành phần loài: Ghi nhận 2 loài rầy hại thân chính thuộc họ Delphacidae là rầy lưng trắng (Sogatella furcifera) và rầy nâu (Nilaparvata lugens). Rầy lưng trắng phát triển rộ vào giai đoạn đầu vụ (tháng 4 vụ xuân, tháng 8 vụ mùa), trong khi rầy nâu chiếm ưu thế tuyệt đối vào giai đoạn lúa làm đòng đến chín (tháng 5 - 6 vụ xuân và tháng 9 vụ mùa). Tập đoàn thiên địch phát hiện 12 loài ăn thịt bắt mồi, trong đó nhện sói vân đinh ba (Lycosa pseudoannulata), bọ cánh cứng ngắn (Paederus fuscipes), bọ ba khoang (Ophionea indica) và bọ xít mù xanh (Cyrtorhinus lividipennis) có tần suất xuất hiện cao nhất.

Thứ hai, về ảnh hưởng của giống lúa: Khang dân 18 nhiễm rầy nặng nhất ở cả 2 vụ, đạt mật độ đỉnh điểm 642,8 con/m2 (vụ xuân) và 1.569,6 con/m2 (vụ mùa), mật độ trung bình vụ mùa lên tới 226,49 con/m2. Ngược lại, giống NA2 thể hiện khả năng kháng rầy vượt trội khi mật độ đỉnh cao vụ xuân chỉ đạt 256,4 con/m2 và vụ mùa đạt 446,8 con/m2, mật độ trung bình cả vụ thấp hơn từ 57% đến 59% so với Khang dân 18.

Thứ ba, về tác động của chân đất và phân bón: Chân đất trũng có mật độ rầy nâu trung bình đạt 84,62 con/m2 (vụ xuân) và 113,20 con/m2 (vụ mùa), cao hơn từ 120% đến 140% so với chân đất cao (vụ xuân đạt 35,28 con/m2; vụ mùa đạt 51,32 con/m2). Mức bón phân đạm 6,5 kg Urê/sào làm mật độ rầy tăng vọt lên mức đỉnh 347,2 con/m2 ở vụ xuân và 575,2 con/m2 ở vụ mùa, cao gấp 1,8 đến 2,1 lần so với công thức bón tiết giảm 3,5 kg Urê/sào (đạt 187,6 con/m2 vụ xuân và 272,0 con/m2 vụ mùa).

Thứ tư, về hiệu lực thuốc bảo vệ thực vật: Thuốc AcDinocin 500WP thể hiện hiệu lực vượt trội nhất, đạt 97,70% trong phòng thí nghiệm và duy trì hiệu lực ngoài đồng đạt 94,31% sau 14 ngày xử lý. Thuốc Chess 50WG đạt hiệu lực cao trên 96% ở điều kiện cách ly và trên 85% ngoài thực địa. Riêng thuốc Dantotsu 50WDG có hiệu lực thấp nhất trong các công thức khảo nghiệm.

Thảo luận kết quả

Diễn biến mật độ rầy tăng đột biến ở vụ mùa so với vụ xuân có mối liên hệ mật thiết với nền nhiệt độ cao và điều kiện mưa nắng xen kẽ vào các tháng 7, 8 và 9. Việc bón thừa đạm Urê (6,5 kg/sào) thúc đẩy quá trình tổng hợp protein và acid amin tự do trong bẹ lá, tạo nguồn thức ăn giàu dinh dưỡng kích thích rầy cái đẻ nhiều trứng, đồng thời làm tán lá rậm rạp tạo ẩm độ bão hòa thuận lợi cho rầy non nở. Trên chân đất trũng, chế độ nước ngập sâu liên tục duy trì độ ẩm lớp không khí sát gốc lúa trên 85%, tạo môi trường lý tưởng cho rầy quần tụ gây hại.

Bọ xít mù xanh (Cyrtorhinus lividipennis) thể hiện rõ quy luật phản ứng số lượng thuận, mật độ tăng dần từ giữa vụ và đạt đỉnh tương ứng khi quần thể rầy bùng phát. Một cá thể bọ xít trưởng thành có khả năng tiêu diệt trung bình 8,9 đến 24,9 trứng rầy mỗi ngày. Đối với trực quan hóa dữ liệu, toàn bộ biến động này nên được biểu diễn thông qua biểu đồ đường đa trục (Line Chart) thể hiện mối tương quan giữa pha sinh trưởng của cây lúa và mật độ cá thể, kết hợp bảng ma trận phân tích phương sai (ANOVA) để minh chứng độ tin cậy thống kê ở mức xác suất sai số dưới 5%.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các kết luận thực nghiệm, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp kỹ thuật cụ thể nhằm quản lý bền vững rầy nâu:

Thứ nhất, chuyển đổi và mở rộng cơ cấu giống lúa kháng rầy: Ủy ban nhân dân các xã và Hợp tác xã nông nghiệp tại Bình Lục cần chủ động thay thế dần giống nhiễm Khang dân 18 bằng giống lúa thuần NA2 hoặc các giống tương đương. Mục tiêu đạt tỷ lệ gieo cấy giống NA2 trên 70% diện tích canh tác trong giai đoạn 2016 - 2018 nhằm hạn chế từ 50% đến 60% mật độ rầy tích lũy đầu vụ.

Thứ hai, chuẩn hóa quy trình bón phân cân đối và quản lý nguồn nước: Bà con nông dân cần triệt để áp dụng công thức bón phân tiết giảm đạm, khống chế lượng Urê ở mức 3,5 - 5,0 kg/sào kết hợp bón lót sâu 20 kg NPK và bón thúc sớm 4 kg Kaliclorua/sào. Đối với chân đất trũng, Trạm Thủy nông cần phối hợp thực hiện kỹ thuật tưới ướt - khô xen kẽ, rút nước phơi ruộng giai đoạn cuối đẻ nhánh để giảm ẩm độ gốc lúa xuống dưới 75%.

Thứ ba, bảo tồn và phát huy tối đa vai trò của tập đoàn thiên địch: Trạm Bảo vệ thực vật huyện Bình Lục cần khuyến cáo nông dân tuyệt đối không phun thuốc trừ sâu phổ rộng trong vòng 40 ngày đầu sau cấy. Biện pháp này giúp duy trì tỷ lệ bọ xít mù xanh và nhện sói ở ngưỡng an toàn, bảo vệ mật độ thiên địch đạt trên 5 - 10 con/m2 để khống chế rầy tự nhiên.

Thứ tư, ứng dụng thuốc hóa học chọn lọc theo nguyên tắc 4 đúng: Khi mật độ rầy trên đồng ruộng vượt ngưỡng phòng trừ kinh tế (trên 1.000 con/m2 ở giai đoạn lúa sau trỗ thoát 10 ngày), Chi cục Bảo vệ thực vật cần chỉ đạo sử dụng thuốc AcDinocin 500WP liều lượng 210 g/ha hoặc Chess 50WG liều lượng 300 g/ha. Phun dạng sương mù ướt đều phần gốc thân lúa để đạt hiệu lực diệt trừ trên 90% mà không gây tái phát dịch hại.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang giá trị thực tiễn cao, là tài liệu tham khảo đặc biệt hữu ích cho 4 nhóm đối tượng:

Thứ nhất, cán bộ kỹ thuật và khuyến nông viên cơ sở: Sử dụng tài liệu làm cơ sở dữ liệu khoa học để xây dựng bản tin dự tính, dự báo diễn biến rầy nâu theo từng giai đoạn thời tiết, chân đất và chỉ đạo lịch thời vụ phòng trừ chính xác tại địa phương.

Thứ hai, sinh viên, học viên cao học và nhà nghiên cứu nông nghiệp: Khai thác phương pháp bố trí thí nghiệm chuẩn mực theo quy chuẩn quốc gia, các công thức toán sinh học Abbott, Henderson-Tilton và hệ thống dẫn chứng phong phú về sinh thái học côn trùng để phục vụ nghiên cứu chuyên sâu.

Thứ ba, ban quản trị hợp tác xã và nông dân chuyên canh lúa: Nắm bắt các quy luật sinh thái, điều chỉnh lượng đạm bón hợp lý, lựa chọn giống lúa NA2 và kỹ thuật phun thuốc đúng thời điểm để cắt giảm từ 20% đến 30% chi phí sản xuất.

Thứ tư, các doanh nghiệp sản xuất kinh doanh giống cây trồng và vật tư nông nghiệp: Ứng dụng các đánh giá thực địa về mức độ kháng rầy của giống NA2 và hiệu lực thực tế của các hoạt chất Pymetrozine, Dinotefuran, Nitenpyram để định hướng phát triển sản phẩm phù hợp với thị trường đồng bằng sông Hồng.

Câu hỏi thường gặp

Rầy nâu gây hại nguy hiểm nhất cho lúa vào thời điểm và giai đoạn sinh trưởng nào? Rầy nâu tập trung gây hại nặng nhất vào giai đoạn lúa trỗ thoát đến chín sữa và chín sáp (tháng 5 - 6 ở vụ xuân và tháng 9 ở vụ mùa). Trong thời điểm này, mật độ rầy trên giống Khang dân 18 có thể đạt tới 1.569,6 con/m2, làm chích hút cạn kiệt nhựa cây và dẫn đến hiện tượng cháy rầy làm giảm trên 50% năng suất nếu không phòng trừ kịp thời.

Tại sao giống lúa NA2 lại có mật độ rầy nâu thấp hơn rõ rệt so với giống Khang dân 18? Giống NA2 sở hữu đặc tính kháng sinh học tự nhiên và cấu trúc thân bẹ cứng cáp, khiến rầy nâu khó chích hút dịch và giảm khả năng đẻ trứng. Số liệu thực tế cho thấy mật độ rầy trung bình cả vụ trên giống NA2 chỉ đạt 49,40 con/m2 (vụ xuân) và 97,26 con/m2 (vụ mùa), thấp hơn khoảng một nửa so với giống Khang dân 18.

Mức bón phân đạm Urê tác động như thế nào đến sự bùng phát của rầy nâu? Bón nhiều đạm làm tế bào cây lúa mềm yếu, tích lũy hàm lượng đường và đạm cao trong dịch cây, tạo thức ăn lý tưởng cho rầy. Thí nghiệm chứng minh khi bón mức 6,5 kg Urê/sào, mật độ rầy đạt đỉnh 575,2 con/m2, cao hơn gấp 2,1 lần so với khi bón tiết giảm ở mức 3,5 kg Urê/sào (chỉ đạt 272,0 con/m2).

Thiên địch nào đóng vai trò quan trọng nhất trong việc kìm hãm rầy nâu tại Bình Lục? Bọ xít mù xanh (Cyrtorhinus lividipennis) và nhện sói vân đinh ba (Lycosa pseudoannulata) là hai loài thiên địch quan trọng nhất. Trong đó, bọ xít mù xanh có khả năng ăn từ 8,9 đến 24,9 trứng rầy/ngày, xuất hiện với mật độ tăng mạnh vào cuối vụ trùng khớp với thời điểm rầy nâu bùng phát, tạo nên cơ chế kiểm soát sinh học hiệu quả.

Nên sử dụng loại thuốc bảo vệ thực vật nào để trừ rầy nâu đạt hiệu lực tối ưu? Nên ưu tiên sử dụng thuốc AcDinocin 500WP (liều lượng 210 g/ha) hoặc Chess 50WG (liều lượng 300 g/ha). Khảo nghiệm đồng ruộng chứng minh AcDinocin 500WP đạt hiệu lực diệt trừ cao nhất lên tới 94,31% sau 14 ngày phun, đặc biệt an toàn cho môi trường và hạn chế tối đa nguy cơ hình thành tính kháng thuốc của rầy.

Kết luận

Công trình nghiên cứu đã hoàn thành toàn diện các mục tiêu khoa học đề ra với các kết luận trọng tâm:

  • Xác định rõ thành phần rầy hại thân gồm 2 loài (rầy nâu, rầy lưng trắng) và ghi nhận tập đoàn thiên địch phong phú gồm 12 loài bắt mồi ăn thịt có ích.
  • Chứng minh giống lúa NA2 có khả năng hạn chế rầy nâu vượt trội so với giống Khang dân 18, giúp giảm mật độ rầy trên đồng ruộng từ 57% đến 59%.
  • Khẳng định chân đất trũng và mức bón đạm cao (6,5 kg Urê/sào) là hai yếu tố sinh thái chính thúc đẩy mật độ rầy bùng phát tăng gấp 1,8 đến 2,4 lần.
  • Đánh giá xác đáng hiệu lực trừ rầy của thuốc AcDinocin 500WP (đạt 94,31%) và Chess 50WG (đạt trên 85%) sau 14 ngày xử lý ngoài đồng ruộng.
  • Đề xuất quy trình quản lý dịch hại tổng hợp gắn liền với thời vụ và điều kiện sinh thái đặc thù tại huyện Bình Lục, tỉnh Hà Nam.

Trong thời gian tới, các địa phương cần đẩy mạnh triển khai mô hình cánh đồng mẫu lớn ứng dụng giống NA2 kết hợp kỹ thuật bón đạm cân đối từ vụ xuân 2016. Hãy liên hệ ngay với cơ quan khuyến nông địa phương hoặc tham khảo trực tiếp toàn văn công trình nghiên cứu để áp dụng các giải pháp bảo vệ mùa màng đạt năng suất và hiệu quả kinh tế cao nhất.