Tổng quan nghiên cứu

Cây Quế (Cinnamomum cassia) là loài cây lâm sản ngoài gỗ có giá trị kinh tế đặc biệt quan trọng tại tỉnh Yên Bái, đóng vai trò chủ lực trong việc nâng cao thu nhập và xóa đói giảm nghèo cho đồng bào miền núi. Tính đến hết năm 2015, diện tích rừng trồng Quế toàn tỉnh đã đạt 50.436,9 ha, tập trung tại các vùng trọng điểm như Văn Yên, Trấn Yên và Lục Yên. Theo Đề án phát triển cây Quế giai đoạn 2016 - 2020 phê duyệt tại Quyết định số 1481/QĐ-UBND của Ủy ban nhân dân tỉnh Yên Bái, địa phương đã đặt mục tiêu trồng mới 19.500 ha để duy trì vùng nguyên liệu ổn định lên tới 76.000 ha. Sản phẩm Quế mang lại giá trị thương phẩm toàn diện: vỏ Quế loại 1 đạt giá thu mua từ 22.000 đồng/kg, các sản phẩm phụ như quế chi và quế vụn đạt 13.000 đồng/kg, lá quế phục vụ chưng cất tinh dầu đạt 1.500 đến 2.000 đồng/kg, và thân gỗ sau bóc vỏ có giá trị từ 1,5 đến 1,8 triệu đồng/m3.

Tuy nhiên, sự phát triển nhanh chóng của diện tích rừng trồng thuần loài đã dẫn đến nguy cơ bùng phát dịch sâu bệnh hại nghiêm trọng. Theo Công văn số 1082/SNN-BVTV của Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Yên Bái, dịch sâu hại lần đầu tiên xuất hiện trên diện rộng đã gây tổn thương cho 262 ha rừng Quế, trong đó có 163 ha bị hại nhẹ, 83 ha bị hại trung bình và 16 ha bị hại nặng. Vấn đề nghiên cứu đặt ra là tình hình sâu hại diễn biến phức tạp, lan rộng nhưng chưa được định danh đầy đủ, thiếu các dữ liệu về đặc tính sinh thái và quy trình phòng trừ chuẩn xác.

Nghiên cứu được triển khai với mục tiêu nhận diện thành phần loài, xác định loài sâu hại chính, làm rõ đặc điểm sinh học và sinh thái học của chúng, từ đó thử nghiệm các biện pháp kỹ thuật lâm sinh, sinh học và hóa học phục vụ quản lý dịch hại tổng hợp. Nghiên cứu thực hiện tại huyện Trấn Yên trong khung thời gian từ tháng 1 đến tháng 10 năm 2019 trên 2 cấp tuổi rừng (cấp tuổi 2 - 6 năm tuổi và cấp tuổi 3 - 11 năm tuổi), mang lại ý nghĩa khoa học và thực tiễn to lớn trong việc bảo vệ nguồn tài nguyên rừng và duy trì năng suất bền vững cho ngành nông lâm nghiệp địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng hệ thống lý thuyết Quản lý Dịch hại Tổng hợp (IPM - Integrated Pest Management) trong lâm nghiệp kết hợp với nguyên lý cân bằng sinh thái quần thể côn trùng rừng. Khung phân tích dựa trên các tiêu chuẩn chuyên ngành được quy định tại Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 8927:2013 về hướng dẫn chung phòng trừ sâu hại cây rừng, đồng thời tuân thủ danh mục thuốc bảo vệ thực vật được phép sử dụng theo Thông tư số 03/2018/TT-BNNPTNT của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn.

Nghiên cứu ứng dụng 4 khái niệm và chỉ số định lượng then chốt:

  1. Tỷ lệ cây bị sâu hại (P%): Xác định tỷ lệ phần trăm số cây bị hại trên tổng số cây điều tra.
  2. Chỉ số bị hại bình quân (R): Đo lường mức độ nghiêm trọng của tổn thương trên thân, cành và tán lá theo thang phân cấp từ 0 (không bị hại) đến 4 (bị hại trên 75% tán lá hoặc trên 50% thân cành).
  3. Vòng đời côn trùng biến thái hoàn toàn (Holometabola): Khảo sát chi tiết 4 giai đoạn phát triển gồm trứng, sâu non 5 tuổi, nhộng và trưởng thành.
  4. Hiệu lực diệt trừ tương đối: Ứng dụng công thức Abbott cho các thí nghiệm trong phòng nuôi cấy và công thức Henderson - Tilton cho các thử nghiệm ngoài thực địa nhằm loại trừ biến động tự nhiên của quần thể đối chứng.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu sơ cấp được thu thập thông qua phương pháp điều tra theo tuyến và điều tra trên hệ thống ô tiêu chuẩn định vị:

  1. Thiết kế cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu: Trên địa bàn xã Đào Thịnh, huyện Trấn Yên, nghiên cứu thiết lập 18 ô tiêu chuẩn tạm thời với diện tích mỗi ô là 1.000 m2 (kích thước 40m x 25m). Tổng số 18 ô được chia đều cho 2 cấp tuổi rừng: 9 ô ở cấp tuổi 2 (6 năm tuổi, mật độ bình quân 3.300 cây/ha) và 9 ô ở cấp tuổi 3 (11 năm tuổi, mật độ bình quân 2.200 cây/ha). Phương pháp chọn mẫu điển hình có tính đại diện cao được áp dụng trên các dạng lập địa khác nhau gồm chân đồi, sườn đồi, đỉnh đồi và các hướng phơi đa dạng. Kỹ thuật rút mẫu cây trong ô tiêu chuẩn tuân thủ nguyên tắc rút mẫu hệ thống: cách một cây điều tra một cây, cách một hàng điều tra một hàng. Đồng thời, nghiên cứu thực hiện điều tra theo 2 tuyến với chiều dài 1 km cho mỗi cấp tuổi rừng, cứ mỗi 100m bố trí một điểm quan sát hiện trường.

  2. Phương pháp nuôi dưỡng và giám định hình thái: Các mẫu sâu non và nhộng thu thập ngoài hiện trường được đưa về phòng nuôi cấy tại Trạm Kiểm lâm Hồng Ca, huyện Trấn Yên. Quá trình theo dõi được thực hiện trong 6 lồng kính chuyên dụng (kích thước 0,6m x 0,6m x 1,2m) dưới điều kiện nhiệt độ chuẩn 26 độ C và độ ẩm 80% liên tục trong 3 tháng (từ tháng 5 đến tháng 7 năm 2019). Các chỉ tiêu hình thái học được quan sát qua kính hiển vi soi nổi Leica M165C và đối chiếu với các khóa phân loại chuyên khảo trong nước và quốc tế.

  3. Phương pháp phân tích thử nghiệm phòng trừ: Nghiên cứu tiến hành thử nghiệm 4 chế phẩm sinh học (Delfin WG, Muskardin, Metarhyzium anisopliae, Bitadin WP) và 4 loại thuốc bảo vệ thực vật hóa học (Sherpa 25EC, Trebon 10EC, Decis repel 2,5SC, Ofatox 400EC) trên tối thiểu 30 mẫu sâu non cho mỗi công thức với 3 lần lặp lại. Các công thức có hiệu lực cao nhất trong phòng thí nghiệm tiếp tục được thử nghiệm ngoài thực địa trên 6 ô tiêu chuẩn và 1 ô đối chứng phun nước lã bằng máy phun áp lực cao. Việc lựa chọn công thức Henderson - Tilton là hoàn toàn chuẩn xác vì công thức này cho phép hiệu chỉnh sự thay đổi mật độ sâu hại tự nhiên tại ô đối chứng trước và sau khi xử lý.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã mang lại các kết quả định lượng cụ thể về thành phần loài, mức độ xâm nhiễm và hiệu lực của các biện pháp xử lý:

  1. Đa dạng thành phần loài sâu hại: Khảo sát tại 18 ô tiêu chuẩn đã ghi nhận 16 loài sâu hại Quế thuộc 11 họ khác nhau. Trong đó, Bộ Cánh vảy (Lepidoptera) chiếm ưu thế tuyệt đối với 14 loài (tương đương 87,5% tổng số loài), thuộc 9 họ gồm Erebidae, Lasiocampidae, Lymantriidae, Saturniidae, Papilionidae, Geometridae, Psychidae, Tortricidae và Gracillariidae. Bộ Cánh đều (Homoptera) chiếm 2 loài (tương đương 12,5%) thuộc họ Aphididae và Monophlebidae.

  2. Xác định loài gây hại chính: Loài Sâu róm xanh (Cricula sp.) thuộc họ Saturniidae được xác định là loài sâu hại nguy hiểm nhất. Tại rừng Quế cấp tuổi 2 (6 năm tuổi), tỷ lệ cây bị hại P% của Sâu róm xanh lên tới 64,5% với chỉ số bị hại bình quân R = 2,3 (thuộc cấp hại nặng). Ở cấp tuổi 3 (11 năm tuổi), tỷ lệ P% đạt 48,5% với chỉ số R = 1,9 (thuộc cấp hại trung bình). Tất cả 15 loài sâu hại còn lại như Rệp muội (Toxoptera aurantii) với P% = 14,6%, Sâu róm 4 túm lông xám (Dasychira chekiangensis) với P% = 10,7% hay Sâu xanh (Graphium sarpedon) với P% = 12,1% đều chỉ dừng lại ở mức độ hại nhẹ (R < 1,0).

  3. Đặc tính sinh học và sinh thái của Sâu róm xanh: Vòng đời của Sâu róm xanh kéo dài từ 45 đến 55 ngày trong điều kiện phòng thí nghiệm. Sâu non trải qua 5 tuổi, trong đó tuổi 3 đến tuổi 5 là giai đoạn phá hoại mạnh nhất với sức ăn tăng vọt, cắn trụi toàn bộ phiến lá chỉ để lại gân chính. Mật độ quần thể Sâu róm xanh ngoài tự nhiên bắt đầu gia tăng từ tháng 4, đạt đỉnh dịch hại cao điểm từ tháng 5 đến tháng 8 và suy giảm dần từ tháng 9 đến tháng 10.

  4. Quần thể thiên địch tự nhiên: Nghiên cứu đã phát hiện hệ thiên địch ký sinh và ăn thịt phong phú gồm nấm ký sinh tự nhiên Beauveria bassiana, ruồi ký sinh ba vạch, nhện linh miêu (họ Oxyopidae) và bọ ngựa cánh xanh, đóng vai trò quan trọng trong việc kiềm chế mật độ sâu hại tự nhiên.

Thảo luận kết quả

Tỷ lệ bị hại của Sâu róm xanh ở cấp tuổi 2 cao hơn rõ rệt so với cấp tuổi 3 (chênh lệch 16,0% về tỷ lệ P% và 0,4 đơn vị về chỉ số R). Nguyên nhân chính là do rừng Quế 6 năm tuổi có mật độ dày (3.300 cây/ha), độ khép tán cao, cành lá giao nhau tạo tiểu khí hậu râm mát, độ ẩm cao và liên tục ra các đợt lộc non non mềm, rất thích hợp cho sâu non tuổi nhỏ tập trung cư trú và tránh nắng. Ngược lại, rừng Quế 11 năm tuổi có mật độ thưa hơn (2.200 cây/ha), vỏ thân đã hóa gỗ hoàn toàn, lá bánh tẻ dày và hàm lượng tinh dầu cao hơn, giúp tăng cường khả năng tự vệ tự nhiên của cây trước sự tấn công của ấu trùng.

Kết quả này tương thích với các nghiên cứu trước đây của Trần Quang Tấn (2004) và Phạm Thanh Loan (2012) khi ghi nhận nhóm sâu ăn lá thuộc bộ Cánh vảy luôn chiếm tỷ trọng lớn nhất trên cây Quế tại các tỉnh miền núi phía Bắc. Dữ liệu diễn biến mật độ sâu hại theo mùa và hiệu lực phòng trừ có thể được mô hình hóa trực quan thông qua biểu đồ đường xu hướng biểu diễn mật độ cá thể qua 10 tháng theo dõi, kết hợp bảng ma trận so sánh hiệu lực giữa các chế phẩm. Thử nghiệm sinh học cho thấy chế phẩm Delfin WG (Bacillus thuringiensis) và nấm bạch cương Muskardin (Beauveria bassiana) đạt hiệu lực diệt trừ trên 85% sau 7 ngày phun, mở ra hướng đi bền vững thay thế hoàn toàn thuốc hóa học độc hại.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu sinh học, sinh thái và thực nghiệm phòng trừ, 4 nhóm giải pháp kỹ thuật cụ thể được đề xuất nhằm quản lý bền vững sâu hại Quế:

  1. Áp dụng kỹ thuật tỉa thưa và điều chỉnh mật độ lâm sinh: Tiến hành chặt tỉa vệ sinh các cây còi cọc, cây bị sâu bệnh nặng, điều chỉnh mật độ rừng Quế cấp tuổi 2 từ 3.300 cây/ha xuống còn 2.800 cây/ha; đối với Quế cấp tuổi 3, giảm mật độ từ 2.200 cây/ha xuống 1.600 cây/ha. Quá trình phát dọn thực bì cần giữ lại các loài cây bụi có hoa dưới tán rừng nhằm thu hút và duy trì quần thể thiên địch như nhện linh miêu và bọ ngựa cánh xanh. Hoạt động này cần hoàn thành trong quý 1 hàng năm trước khi bước vào mùa sinh sản của sâu róm. Chủ thể thực hiện: Các hộ gia đình và chủ rừng trồng Quế.

  2. Ứng dụng đồng bộ chế phẩm sinh học bảo vệ môi trường: Sử dụng chế phẩm sinh học vi khuẩn Delfin WG nồng độ 1g/lít hoặc chế phẩm nấm bạch cương Muskardin nồng độ 6g/lít để phun trừ khi sâu non mới nở ở tuổi 1 và tuổi 2 (khoảng tháng 4 đến tháng 5 hàng năm). Mục tiêu kỹ thuật là duy trì tỷ lệ cây bị hại dưới 15% và hạ chỉ số R xuống dưới 0,5. Chủ thể thực hiện: Hộ trồng Quế dưới sự hướng dẫn kỹ thuật của Hạt Kiểm lâm Trấn Yên.

  3. Can thiệp hóa chất có chọn lọc khi bùng phát dịch: Chỉ sử dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học trong trường hợp mật độ Sâu róm xanh tăng đột biến và chỉ số bị hại R vượt ngưỡng 2,0. Ưu tiên các loại thuốc có độc tính thấp và thời gian phân giải nhanh như Trebon 10EC (pha 2ml/lít nước) hoặc Sherpa 25EC (pha 1,5ml/lít nước) bằng máy phun áp lực cao, phun 2 lần cách nhau 7 ngày để dập dịch nhanh chóng, giảm thiểu tối đa tồn dư hóa chất trong vỏ và lá quế. Chủ thể thực hiện: Tổ dịch vụ bảo vệ thực vật cấp xã và Hợp tác xã lâm nghiệp.

  4. Xây dựng hệ thống điều tra dự tính dự báo dịch hại: Thiết lập mạng lưới quan trắc định kỳ 10 ngày/lần trên các tuyến cố định tại các xã trọng điểm trồng Quế, tổ chức tập huấn kỹ thuật nhận biết sớm các pha trứng và sâu non tuổi 1 cho 100% cán bộ lâm nghiệp cơ sở trong vòng 12 tháng tới. Chủ thể thực hiện: Chi cục Trồng trọt và Bảo vệ Thực vật tỉnh Yên Bái phối hợp với Ủy ban nhân dân huyện Trấn Yên.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn cung cấp hệ thống dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác và quy trình kỹ thuật toàn diện, phục vụ thiết thực cho 4 nhóm đối tượng:

  1. Cơ quan quản lý nhà nước và lực lượng Kiểm lâm: Chi cục Trồng trọt và Bảo vệ Thực vật, Sở Nông nghiệp và PTNT, cùng các Hạt Kiểm lâm có thể sử dụng tài liệu này làm căn cứ khoa học để xây dựng bản đồ cảnh báo dịch hại, ban hành các văn bản chỉ đạo phòng trừ sâu bệnh theo mùa vụ, và hoàn thiện hướng dẫn kỹ thuật thâm canh Quế bền vững trên địa bàn toàn tỉnh Yên Bái.

  2. Các chủ rừng, hộ gia đình và trang trại trồng Quế: Người trồng Quế trực tiếp ứng dụng quy trình nhận biết sâu hại, nắm bắt chính xác chu kỳ sinh trưởng 5 tuổi của Sâu róm xanh để xử lý thuốc sinh học đúng thời điểm, đồng thời thực hiện tỉa thưa hạ mật độ rừng về mức 1.600 đến 2.800 cây/ha nhằm nâng cao chất lượng vỏ quế thương phẩm đạt tiêu chuẩn xuất khẩu.

  3. Các nhà khoa học, giảng viên và học viên ngành Quản lý tài nguyên rừng: Giảng viên và sinh viên các trường đại học lâm nghiệp, nông nghiệp có thể khai thác phương pháp luận điều tra 18 ô tiêu chuẩn theo TCVN 8927:2013, thuật toán tính toán hiệu lực theo công thức Abbott và Henderson - Tilton, cũng như các dẫn liệu phân loại hình thái côn trùng để phát triển các đề tài nghiên cứu chuyên sâu tiếp theo.

  4. Doanh nghiệp và hợp tác xã chế biến, xuất khẩu Quế: Các đơn vị thu mua và chế biến tinh dầu Quế có thể tham khảo dữ liệu về kiểm soát dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, định hướng các vùng nguyên liệu liên kết canh tác theo hướng hữu cơ, nâng cao giá trị thương phẩm cho các sản phẩm vỏ và lá quế trên thị trường quốc tế.

Câu hỏi thường gặp

  1. Loài sâu nào gây thiệt hại nặng nề nhất đối với rừng Quế tại huyện Trấn Yên? Loài Sâu róm xanh (Cricula sp.) thuộc họ Saturniidae là loài gây hại nghiêm trọng nhất. Kết quả điều tra trên 18 ô tiêu chuẩn tại xã Đào Thịnh cho thấy loài này gây hại ở mức nặng với tỷ lệ cây bị hại lên tới 64,5% và chỉ số bị hại bình quân R = 2,3 ở rừng Quế 6 năm tuổi, ăn trụi lá non và làm suy giảm khả năng sinh trưởng của cây.

  2. Thời điểm nào trong năm Sâu róm xanh bùng phát dịch hại mạnh nhất? Mật độ quần thể Sâu róm xanh bùng phát mạnh nhất từ tháng 5 đến tháng 8 hàng năm. Đây là thời kỳ nhiệt độ không khí dao động từ 28 đến 35 độ C kết hợp độ ẩm cao trên 84%, tạo điều kiện tối ưu cho sâu non tuổi 3 đến tuổi 5 phát triển rộ và cắn phá mạnh tán lá Quế.

  3. Tại sao rừng Quế 6 năm tuổi lại bị sâu hại nặng hơn rừng Quế 11 năm tuổi? Rừng Quế 6 năm tuổi có mật độ dày tới 3.300 cây/ha, tán lá đan xen rậm rạp và liên tục ra lộc non, tạo nguồn thức ăn dồi dào và nơi trú ẩn thuận lợi cho ấu trùng. Ngược lại, rừng 11 năm tuổi có mật độ thưa hơn (2.200 cây/ha), cây đã thành thục, lớp cutin trên lá dày hơn nên tỷ lệ bị hại giảm xuống còn 48,5%.

  4. Chế phẩm sinh học nào mang lại hiệu lực phòng trừ Sâu róm xanh cao nhất? Chế phẩm vi khuẩn Delfin WG (Bacillus thuringiensis nồng độ 1g/lít) và chế phẩm nấm bạch cương Muskardin (Beauveria bassiana nồng độ 6g/lít) đạt hiệu lực cao nhất với tỷ lệ diệt trừ sâu non đạt trên 85% sau 7 ngày phun thử nghiệm, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho hệ sinh thái và bảo vệ các loài thiên địch tự nhiên.

  5. Khi nào người trồng Quế mới nên can thiệp bằng thuốc trừ sâu hóa học? Thuốc hóa học chỉ nên sử dụng khi mật độ Sâu róm xanh bùng phát thành dịch lớn và chỉ số bị hại bình quân R vượt quá ngưỡng 2,0. Khi đó, nên ưu tiên các loại thuốc như Trebon 10EC hoặc Sherpa 25EC và sử dụng máy phun cao áp khoanh vùng cục bộ để dập dịch nhanh, tránh phun tràn lan làm ảnh hưởng đến chất lượng tinh dầu.

Kết luận

  • Nghiên cứu đã định danh đầy đủ 16 loài sâu hại Quế thuộc 11 họ côn trùng tại huyện Trấn Yên, trong đó bộ Cánh vảy chiếm ưu thế với 87,5% thành phần loài.
  • Sâu róm xanh (Cricula sp.) được xác định là đối tượng dịch hại chính, gây tổn thương nặng nề nhất trên rừng Quế 6 năm tuổi với tỷ lệ cây bị hại lên tới 64,5%.
  • Vòng đời Sâu róm xanh kéo dài từ 45 đến 55 ngày với 5 tuổi sâu non, trong đó cao điểm bùng phát dịch hại tập trung từ tháng 5 đến tháng 8.
  • Biện pháp tỉa thưa lâm sinh điều chỉnh mật độ về mức 1.600 đến 2.800 cây/ha kết hợp bảo tồn cây bụi có hoa giúp tăng cường hiệu quả kiểm soát dịch hại tự nhiên.
  • Hai chế phẩm sinh học Delfin WG và Muskardin đạt hiệu lực diệt sâu non trên 85%, cung cấp giải pháp thay thế hoàn hảo cho thuốc hóa học độc hại.

Đóng góp lớn nhất của công trình là cung cấp luận cứ khoa học toàn diện và quy trình quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) thích ứng với điều kiện sinh thái tỉnh Yên Bái. Kế hoạch tiếp theo trong 6 tháng tới là hoàn thiện sổ tay hướng dẫn kỹ thuật và tổ chức mô hình trình diễn chuyển giao cho 5 xã vùng đệm. Các cấp chính quyền, cán bộ khuyến nông và bà con nông dân hãy chung tay áp dụng đồng bộ các giải pháp lâm sinh và sinh học để bảo vệ thương hiệu Quế Yên Bái phát triển bền vững.