Tổng quan nghiên cứu

Cây cao lương ngọt (Sorghum bicolor L. Moench) là một trong những cây lương thực quan trọng trên thế giới, đứng thứ năm về sản lượng cung cấp thực phẩm, đặc biệt tại các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới như châu Phi, châu Á và châu Mỹ La Tinh. Theo FAOSTAT (2014), diện tích trồng cao lương toàn cầu dao động quanh mức 40 triệu ha với năng suất trung bình từ 13,77 đến 14,95 tạ/ha, sản lượng đạt khoảng 56-61 triệu tấn mỗi năm. Ở Việt Nam, cao lương ngọt được trồng chủ yếu tại các vùng trung du và miền núi phía Bắc, có tiềm năng phát triển mạnh mẽ do khả năng sinh trưởng nhanh, chịu hạn tốt và thích nghi rộng với điều kiện khí hậu khắc nghiệt.

Tuy nhiên, sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) là một trong những đối tượng gây hại chính, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây cao lương ngọt. Mức độ thiệt hại do sâu đục thân gây ra có thể làm giảm năng suất từ 10% đến 70%, tùy theo mật độ và giai đoạn phát triển của sâu. Nghiên cứu này nhằm đánh giá ảnh hưởng của một số thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) trong phòng trừ sâu đục thân đến sinh trưởng và phát triển của cao lương ngọt tại Thái Nguyên trong vụ Xuân hè năm 2015. Mục tiêu cụ thể là xác định thuốc BVTV thích hợp vừa đạt hiệu quả trừ sâu cao, vừa nâng cao năng suất và hàm lượng đường trong cây cao lương ngọt.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc xây dựng biện pháp phòng trừ sâu đục thân hiệu quả, góp phần nâng cao năng suất, chất lượng và phát triển bền vững cây cao lương ngọt, đồng thời hỗ trợ phát triển nguồn nguyên liệu cho sản xuất nhiên liệu sinh học tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sinh học sâu hại, sinh trưởng cây trồng và quản lý dịch hại tổng hợp (IPM). Hai lý thuyết chính được áp dụng gồm:

  1. Lý thuyết sinh vật học sâu hại: Nghiên cứu đặc điểm hình thái, vòng đời, khả năng sinh sản và phát tán của sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) trên cây cao lương ngọt, từ đó xác định thời điểm và mức độ gây hại để áp dụng biện pháp phòng trừ hiệu quả.

  2. Mô hình quản lý dịch hại tổng hợp (IPM): Kết hợp các biện pháp canh tác, sinh học và hóa học nhằm kiểm soát sâu đục thân một cách bền vững, giảm thiểu tác động tiêu cực của thuốc BVTV đến sinh trưởng cây trồng và môi trường.

Các khái niệm chính bao gồm: tần suất xuất hiện sâu đục thân, mật độ sâu, hiệu lực thuốc BVTV, các chỉ tiêu sinh trưởng cây (chiều cao, số lá, đường kính thân), năng suất sinh vật học và hàm lượng đường Brix trong thân cao lương.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Dữ liệu thu thập từ các ruộng cao lương ngọt tại huyện Phú Lương, thành phố Thái Nguyên trong vụ Xuân hè năm 2015. Nghiên cứu bao gồm điều tra thực địa về thành phần, tần suất xuất hiện và diễn biến mật độ sâu đục thân; thí nghiệm nhân nuôi sâu trong phòng thí nghiệm để nghiên cứu đặc điểm sinh vật học; thí nghiệm đánh giá hiệu lực của hai loại thuốc BVTV (Voliam Tago 063SC và Dupont TMP Prevathon 5SC) trong phòng trừ sâu đục thân; và khảo sát ảnh hưởng của thuốc đến sinh trưởng, phát triển và năng suất cao lương ngọt.

  • Phương pháp phân tích: Sử dụng phần mềm SAS để xử lý số liệu thống kê, phân tích phương sai và so sánh các chỉ tiêu giữa các nhóm thí nghiệm. Các chỉ tiêu được đo đạc định kỳ gồm mật độ sâu, tỷ lệ cây bị hại, chiều cao cây, số lá, đường kính thân, năng suất sinh vật học, hàm lượng đường Brix.

  • Cỡ mẫu và chọn mẫu: Mỗi ruộng điều tra có diện tích tối thiểu 300 m², lấy mẫu tại 5 điểm theo đường chéo góc, mỗi điểm diện tích 1 m². Thí nghiệm thuốc BVTV bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh với 3 công thức, mỗi công thức 3 lần nhắc lại.

  • Timeline nghiên cứu: Thực hiện trong vụ Xuân hè 2015, điều tra mật độ sâu định kỳ 5 ngày/lần, theo dõi sinh trưởng cây 30 ngày/lần, đánh giá hiệu lực thuốc sau phun từ 1 đến 14 ngày.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thành phần và tần suất xuất hiện sâu đục thân: Ba loài sâu đục thân chính xuất hiện trên cao lương ngọt gồm Chilo partellus, Ostrinia nubilalis và Ostrinia furnacalis, với tần suất xuất hiện rất phổ biến từ 57,59% đến 63,55%. Trong đó, Ostrinia furnacalis là loài gây hại chủ yếu.

  2. Diễn biến mật độ sâu đục thân: Mật độ sâu đục thân trên ruộng không xử lý đạt hai đỉnh cao điểm chính vào ngày 17/4 (61,0 con/m²) và ngày 7/5 (60,2 con/m²). Mật độ sâu giảm dần đến thời điểm thu hoạch, dao động từ 14,0 đến 22,6 con/m². Tỷ lệ cây bị hại tăng dần theo giai đoạn sinh trưởng, đạt 39,6% vào cuối vụ.

  3. Đặc điểm sinh vật học sâu đục thân: Vòng đời sâu đục thân dao động từ 14,46 đến 17,7 ngày tùy nhiệt độ (25°C và 30°C). Thời gian sống của trưởng thành cái trung bình 4,37 - 5,37 ngày, dài hơn trưởng thành đực 0,44 - 1,44 ngày. Khả năng đẻ trứng của trưởng thành cái cao hơn ở nhiệt độ 25°C với trung bình 4,58 ổ trứng, so với 3,16 ổ trứng ở 30°C.

  4. Hiệu lực thuốc BVTV: Hai loại thuốc Voliam Tago 063SC và Dupont TMP Prevathon 5SC có hiệu lực phòng trừ sâu đục thân cao, với tỷ lệ diệt sâu đạt trên 80% sau 3-7 ngày phun. Thuốc không gây ảnh hưởng tiêu cực đến sinh trưởng và phát triển của cao lương ngọt.

  5. Ảnh hưởng thuốc BVTV đến sinh trưởng và năng suất cao lương: Các chỉ tiêu sinh trưởng như chiều cao cây, số lá, đường kính thân và số nhánh/thân đều được duy trì hoặc tăng nhẹ khi sử dụng thuốc BVTV. Năng suất sinh vật học đạt khoảng 70-120 tấn/ha/vụ, hàm lượng đường Brix trong thân cao lương tăng lên, góp phần nâng cao chất lượng nguyên liệu cho sản xuất nhiên liệu sinh học.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) là tác nhân chính gây hại trên cây cao lương ngọt tại Thái Nguyên, phù hợp với các báo cáo nghiên cứu trong khu vực châu Á. Mật độ sâu và tỷ lệ cây bị hại tăng cao vào giai đoạn trỗ cờ, ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và chất lượng cây trồng. Việc sử dụng thuốc BVTV Voliam Tago 063SC và Dupont TMP Prevathon 5SC đã chứng minh hiệu quả cao trong việc kiểm soát sâu đục thân, đồng thời không làm giảm các chỉ tiêu sinh trưởng của cây cao lương.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, thời gian phát dục và vòng đời sâu đục thân tương đồng, tuy nhiên khả năng đẻ trứng giảm ở nhiệt độ cao hơn cho thấy yếu tố môi trường ảnh hưởng rõ rệt đến sinh học sâu hại. Việc áp dụng biện pháp phòng trừ kết hợp giữa thuốc BVTV và quản lý dịch hại tổng hợp sẽ giúp giảm thiểu thiệt hại do sâu gây ra, đồng thời bảo vệ môi trường và nâng cao hiệu quả kinh tế.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ diễn biến mật độ sâu đục thân theo thời gian, bảng so sánh hiệu lực thuốc BVTV và các chỉ tiêu sinh trưởng cây giữa các công thức thí nghiệm, giúp minh họa rõ ràng tác động của thuốc đến sâu hại và cây trồng.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng thuốc BVTV Voliam Tago 063SC và Dupont TMP Prevathon 5SC: Phun thuốc vào giai đoạn mật độ sâu đục thân cao (đặc biệt vào các đỉnh cao điểm mật độ sâu) để đạt hiệu quả phòng trừ trên 80%, bảo vệ sinh trưởng cây cao lương ngọt. Thời gian phun nên thực hiện vào sáng sớm hoặc chiều mát, phun đều trên toàn bộ diện tích.

  2. Tăng cường theo dõi mật độ sâu đục thân định kỳ: Điều tra mật độ sâu 5 ngày/lần trong suốt vụ để xác định chính xác thời điểm phun thuốc, tránh phun thuốc không cần thiết, giảm chi phí và tác động môi trường.

  3. Kết hợp biện pháp canh tác và sinh học: Thực hiện cày đất kỹ trước khi trồng để tiêu diệt mầm mống sâu bệnh; áp dụng xen canh hoặc luân canh cây trồng nhằm hạn chế sự phát triển của sâu đục thân; sử dụng các loại thiên địch như ong mắt đỏ (Trichogramma evanescens) để kiểm soát sinh học sâu hại.

  4. Nâng cao nhận thức và đào tạo kỹ thuật cho nông dân: Tổ chức các lớp tập huấn về nhận dạng sâu đục thân, cách sử dụng thuốc BVTV an toàn và hiệu quả, kỹ thuật trồng và chăm sóc cao lương ngọt nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

  5. Thời gian thực hiện: Các giải pháp trên nên được triển khai ngay trong vụ Xuân hè tiếp theo và duy trì liên tục để đảm bảo kiểm soát sâu đục thân hiệu quả, góp phần phát triển bền vững cây cao lương ngọt tại Thái Nguyên.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nông dân và hộ sản xuất cao lương ngọt: Nắm bắt kiến thức về sâu đục thân và biện pháp phòng trừ hiệu quả, từ đó áp dụng kỹ thuật trồng trọt và quản lý dịch hại nâng cao năng suất, chất lượng cây trồng.

  2. Chuyên gia và cán bộ kỹ thuật nông nghiệp: Sử dụng kết quả nghiên cứu để tư vấn, hướng dẫn nông dân áp dụng các biện pháp phòng trừ sâu đục thân phù hợp, đồng thời phát triển các chương trình đào tạo và chuyển giao công nghệ.

  3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành khoa học cây trồng, bảo vệ thực vật: Tham khảo dữ liệu chi tiết về đặc điểm sinh học sâu đục thân, hiệu lực thuốc BVTV và ảnh hưởng đến sinh trưởng cây cao lương, phục vụ cho các nghiên cứu chuyên sâu và phát triển đề tài mới.

  4. Doanh nghiệp sản xuất và kinh doanh thuốc bảo vệ thực vật: Đánh giá hiệu quả các sản phẩm thuốc BVTV trên cây cao lương ngọt, từ đó phát triển sản phẩm phù hợp với điều kiện sinh thái và nhu cầu thị trường tại Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

  1. Sâu đục thân (Ostrinia furnacalis) gây hại như thế nào trên cây cao lương ngọt?
    Sâu đục thân gây hại chủ yếu trên thân, lá và bông cao lương ngọt, làm giảm diện tích quang hợp, ảnh hưởng đến quá trình thụ phấn và làm giảm năng suất từ 10% đến 70%. Sâu non đục vào thân cây, tạo lỗ đục và làm gãy thân, ảnh hưởng trực tiếp đến sinh trưởng cây.

  2. Thuốc BVTV nào hiệu quả nhất trong phòng trừ sâu đục thân trên cao lương ngọt?
    Hai loại thuốc Voliam Tago 063SC và Dupont TMP Prevathon 5SC được nghiên cứu cho hiệu lực diệt sâu trên 80% sau 3-7 ngày phun, đồng thời không ảnh hưởng tiêu cực đến sinh trưởng và năng suất cây cao lương.

  3. Thời điểm phun thuốc BVTV thích hợp để phòng trừ sâu đục thân?
    Phun thuốc vào các đỉnh cao điểm mật độ sâu đục thân, thường xuất hiện vào khoảng giữa tháng 4 và đầu tháng 5, hoặc khi mật độ sâu đạt trên 60 con/m². Thời gian phun tốt nhất là sáng sớm hoặc chiều mát để thuốc phát huy hiệu quả tối đa.

  4. Ảnh hưởng của thuốc BVTV đến sinh trưởng và năng suất cao lương ngọt như thế nào?
    Kết quả nghiên cứu cho thấy thuốc BVTV không làm giảm các chỉ tiêu sinh trưởng như chiều cao, số lá, đường kính thân mà còn giúp duy trì hoặc tăng nhẹ các chỉ tiêu này. Năng suất sinh vật học và hàm lượng đường trong thân cao lương cũng được cải thiện khi sử dụng thuốc đúng cách.

  5. Có biện pháp sinh học nào hỗ trợ phòng trừ sâu đục thân không?
    Có, việc sử dụng thiên địch như ong mắt đỏ (Trichogramma evanescens) để ký sinh trứng sâu đục thân đã được áp dụng thành công ở nhiều quốc gia, giúp giảm mật độ sâu mà không gây hại cho môi trường. Kết hợp biện pháp sinh học với thuốc BVTV và canh tác hợp lý là hướng đi bền vững.

Kết luận

  • Nghiên cứu xác định được ba loài sâu đục thân chính gây hại trên cao lương ngọt tại Thái Nguyên, trong đó Ostrinia furnacalis là loài chủ yếu với tần suất xuất hiện trên 60%.
  • Vòng đời sâu đục thân dao động từ 14,46 đến 17,7 ngày, thời gian sống và khả năng đẻ trứng phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường.
  • Hai loại thuốc BVTV Voliam Tago 063SC và Dupont TMP Prevathon 5SC có hiệu lực phòng trừ sâu đục thân cao, không ảnh hưởng tiêu cực đến sinh trưởng và năng suất cao lương ngọt.
  • Việc áp dụng đồng bộ các biện pháp phòng trừ sâu đục thân, bao gồm sử dụng thuốc BVTV, biện pháp canh tác và sinh học, sẽ giúp nâng cao năng suất và chất lượng cây cao lương ngọt.
  • Đề xuất triển khai các giải pháp phòng trừ sâu đục thân ngay trong vụ Xuân hè tiếp theo để phát triển bền vững cây cao lương ngọt, góp phần cung cấp nguyên liệu cho sản xuất nhiên liệu sinh học tại Việt Nam.

Hành động tiếp theo: Các cơ quan quản lý, nhà nghiên cứu và nông dân cần phối hợp triển khai các biện pháp phòng trừ sâu đục thân hiệu quả, đồng thời tiếp tục nghiên cứu mở rộng để tối ưu hóa quy trình sản xuất cao lương ngọt năng suất cao, chất lượng tốt.