Tổng quan nghiên cứu

Cây lúa (Oryza sativa L.) là một trong những cây lương thực quan trọng nhất trên thế giới, cung cấp lương thực cho hơn 54% dân số toàn cầu. Tại Việt Nam, diện tích trồng lúa đạt khoảng 7,72 triệu ha với năng suất trung bình 5,55 tạ/ha, đóng góp quan trọng vào an ninh lương thực quốc gia. Tuy nhiên, năng suất lúa bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi các loại dịch hại, trong đó cỏ dại là một trong những nguyên nhân chính gây thiệt hại năng suất lên đến 60%. Đặc biệt, cỏ lồng vực (Echinochloa spp) là loài cỏ dại phổ biến và gây hại nghiêm trọng tại nhiều vùng trồng lúa, trong đó có tỉnh Thừa Thiên Huế.

Tại Thừa Thiên Huế, diện tích trồng lúa khoảng 54,8 nghìn ha với năng suất trung bình 59,7 tạ/ha, tuy nhiên tình trạng cỏ lồng vực mọc lại sau khi phun thuốc trừ cỏ phổ biến đã đặt ra nghi vấn về sự phát triển tính kháng thuốc của quần thể cỏ này. Việc nghiên cứu tính kháng thuốc trừ cỏ của quần thể cỏ lồng vực tại Thừa Thiên Huế nhằm mục tiêu xác định mức độ kháng thuốc, từ đó đề xuất các giải pháp phòng trừ hiệu quả, góp phần nâng cao năng suất và giảm chi phí sản xuất.

Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn gần đây, tập trung vào các loại thuốc trừ cỏ phổ biến tại địa phương như Pretilachlor, Butachlor, Quinclorac và Pyrazosulfuron Ethyl. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc quản lý cỏ dại, bảo vệ môi trường và phát triển bền vững ngành nông nghiệp lúa gạo tại Thừa Thiên Huế.

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 cỏ dại, cơ chế kháng thuốc trừ cỏ và sự cạnh tranh dinh dưỡng giữa cỏ dại và cây trồng. Hai lý thuyết chính được áp dụng gồm:

  • Lý thuyết cạnh tranh sinh thái: Mô tả sự cạnh tranh giữa cỏ lồng vực và cây lúa về ánh sáng, nước và dinh dưỡng, ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất cây trồng.
  • Lý thuyết phát triển tính kháng thuốc trừ cỏ: Giải thích sự xuất hiện và phát triển của tính kháng thuốc trong quần thể cỏ dại do đột biến gen và lựa chọn tự nhiên khi sử dụng thuốc trừ cỏ lặp đi lặp lại.

Các khái niệm chính bao gồm: tính kháng thuốc trừ cỏ, phổ tác động của thuốc, cơ chế tác động của các hoạt chất Pretilachlor, Butachlor, Pyrazosulfuron Ethyl và Quinclorac, cũng như đặc điểm sinh học và phân bố của cỏ lồng vực.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu thực nghiệm thu thập từ quần thể hạt cỏ lồng vực tại các vùng trồng lúa ở Thừa Thiên Huế. Phương pháp nghiên cứu bao gồm:

  • Xử lý hạt cỏ: Hạt cỏ được xử lý bằng acid sulfuric đậm đặc 98% trong thời gian trên 15 phút, rửa sạch và ngâm nước 48 giờ ở nhiệt độ trên 30°C để kích thích nảy mầm với tỷ lệ trên 90%.
  • Thí nghiệm kháng thuốc: Hạt cỏ nảy mầm được gieo vào chậu cát và xử lý với các loại thuốc trừ cỏ phổ biến tại địa phương. Hiệu lực trừ cỏ được đánh giá dựa trên tỷ lệ sống sót của cỏ sau xử lý.
  • Nghiên cứu trên đồng ruộng: Thực hiện khảo nghiệm tính kháng của cỏ lồng vực đối với hoạt chất Pretilachlor ở các nồng độ khác nhau (0,5; 1; 1,5; 2 lần nồng độ khuyến cáo) để đánh giá hiệu lực trừ cỏ trong điều kiện thực tế.

Phân tích số liệu sử dụng phần mềm SPSS với cỡ mẫu phù hợp, phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên có kiểm soát nhằm đảm bảo tính đại diện. Thời gian nghiên cứu kéo dài trong các vụ mùa lúa tại Thừa Thiên Huế từ năm 2017 đến 2018.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Tỷ lệ nảy mầm hạt cỏ lồng vực: Xử lý hạt cỏ bằng acid sulfuric 98% trong hơn 15 phút, ngâm nước 48 giờ ở nhiệt độ trên 30°C đạt tỷ lệ nảy mầm trên 90%, đảm bảo nguồn mẫu nghiên cứu chất lượng cao.

  2. Tính kháng thuốc trừ cỏ của quần thể cỏ lồng vực: Quần thể cỏ lồng vực tại Thừa Thiên Huế mẫn cảm với các thuốc chứa hoạt chất Pretilachlor, Butachlor và Quinclorac với tỷ lệ sống sót sau xử lý dưới 10%. Tuy nhiên, quần thể này đã bắt đầu hình thành tính kháng với hoạt chất Pyrazosulfuron Ethyl, với tỷ lệ sống sót khoảng 25%, cho thấy dấu hiệu kháng thuốc đang phát triển.

  3. Hiệu lực trừ cỏ của Pretilachlor trên đồng ruộng: Ở nồng độ 0,5 lần khuyến cáo, hiệu lực trừ cỏ đạt 77,4%; nồng độ khuyến cáo (0,3 kg a.i/ha) đạt 97,4%; 1,5 lần nồng độ khuyến cáo giảm hiệu lực xuống còn 9,8% (có thể do hiện tượng quá liều gây ảnh hưởng ngược); và 2 lần nồng độ khuyến cáo đạt hiệu lực 100%. Kết quả cho thấy Pretilachlor vẫn hiệu quả cao nếu sử dụng đúng kỹ thuật và nồng độ khuyến cáo.

  4. Ảnh hưởng mật độ cỏ đến năng suất lúa: Mật độ cỏ lồng vực tăng từ 10 đến 82 cây/m2 làm giảm năng suất lúa từ 95% xuống còn 57%, chứng tỏ mật độ cỏ ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất. Khi mật độ cỏ vượt quá 100 cây/m2, năng suất lúa giảm mạnh, có thể lên đến 79%.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân quần thể cỏ lồng vực tại Thừa Thiên Huế hình thành tính kháng thuốc Pyrazosulfuron Ethyl có thể do việc sử dụng thuốc lặp đi lặp lại trong nhiều năm, tạo điều kiện cho các đột biến gen kháng thuốc được chọn lọc và phát triển. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu quốc tế về sự phát triển tính kháng thuốc của cỏ dại khi sử dụng thuốc đơn lẻ liên tục.

Hiệu lực cao của Pretilachlor ở nồng độ khuyến cáo cho thấy thuốc vẫn là lựa chọn ưu tiên trong quản lý cỏ lồng vực tại địa phương, tuy nhiên cần tuân thủ nghiêm ngặt kỹ thuật phun và liều lượng để tránh phát triển tính kháng. Việc giảm hiệu lực ở nồng độ 1,5 lần khuyến cáo có thể do hiện tượng phytotoxicity hoặc sai sót trong quá trình phun thuốc, cần nghiên cứu thêm.

Ảnh hưởng mật độ cỏ đến năng suất lúa được minh họa rõ qua biểu đồ giảm năng suất theo mật độ cỏ, cho thấy tầm quan trọng của việc kiểm soát mật độ cỏ để bảo vệ năng suất. So sánh với các nghiên cứu khác, mức độ giảm năng suất tương tự, khẳng định tính phổ biến của tác động cạnh tranh của cỏ lồng vực.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Sử dụng thuốc trừ cỏ Pretilachlor đúng kỹ thuật: Khuyến cáo nông dân sử dụng Pretilachlor ở nồng độ khuyến cáo 0,3 kg a.i/ha, phun trong vòng 0-4 ngày sau khi gieo sạ hoặc cấy để đạt hiệu quả tối ưu. Thời gian thực hiện: ngay trong vụ sản xuất hiện tại. Chủ thể thực hiện: nông dân và cán bộ kỹ thuật nông nghiệp.

  2. Thay đổi luân phiên thuốc trừ cỏ: Đề xuất luân phiên sử dụng các loại thuốc có cơ chế tác động khác nhau để hạn chế sự phát triển tính kháng thuốc, đặc biệt hạn chế sử dụng liên tục Pyrazosulfuron Ethyl. Thời gian thực hiện: áp dụng từ vụ tiếp theo. Chủ thể thực hiện: các cơ quan quản lý và nông dân.

  3. Tăng cường biện pháp canh tác tích hợp: Áp dụng các biện pháp làm đất kỹ, quản lý nước hợp lý, luân canh cây trồng và sử dụng giống lúa có khả năng cạnh tranh cao để giảm mật độ cỏ dại. Thời gian thực hiện: dài hạn, liên tục. Chủ thể thực hiện: nông dân, nhà nghiên cứu và chính quyền địa phương.

  4. Giám sát và nghiên cứu tiếp tục tính kháng thuốc: Thiết lập hệ thống giám sát tính kháng thuốc trừ cỏ của cỏ lồng vực tại các vùng trồng lúa để phát hiện sớm và có biện pháp xử lý kịp thời. Thời gian thực hiện: liên tục hàng năm. Chủ thể thực hiện: các viện nghiên cứu và cơ quan bảo vệ thực vật.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nông dân trồng lúa tại Thừa Thiên Huế và các vùng lân cận: Nhận biết và áp dụng các biện pháp phòng trừ cỏ dại hiệu quả, giảm thiểu thiệt hại năng suất và chi phí sản xuất.

  2. Cán bộ kỹ thuật và quản lý nông nghiệp: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, hướng dẫn kỹ thuật và quản lý thuốc trừ cỏ phù hợp, nâng cao hiệu quả phòng trừ cỏ dại.

  3. Nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành khoa học cây trồng, bảo vệ thực vật: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, kết quả và phân tích để phát triển các nghiên cứu tiếp theo về tính kháng thuốc và quản lý cỏ dại.

  4. Doanh nghiệp sản xuất và phân phối thuốc trừ cỏ: Hiểu rõ về tính kháng thuốc của cỏ dại để điều chỉnh sản phẩm, phát triển thuốc mới và tư vấn kỹ thuật cho người sử dụng.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao cỏ lồng vực lại gây thiệt hại lớn cho cây lúa?
    Cỏ lồng vực phát triển nhanh, cạnh tranh mạnh về ánh sáng, nước và dinh dưỡng với cây lúa, có thể làm giảm năng suất lúa từ 25% đến 80% tùy mật độ và điều kiện sinh trưởng.

  2. Tính kháng thuốc trừ cỏ là gì và tại sao nó lại phát triển?
    Tính kháng thuốc là khả năng sống sót của cỏ dại khi tiếp xúc với thuốc trừ cỏ do đột biến gen và lựa chọn tự nhiên khi sử dụng thuốc lặp lại cùng loại trong thời gian dài.

  3. Các loại thuốc trừ cỏ nào hiệu quả nhất với cỏ lồng vực tại Thừa Thiên Huế?
    Pretilachlor, Butachlor và Quinclorac được đánh giá có hiệu lực cao, trong khi Pyrazosulfuron Ethyl đã xuất hiện dấu hiệu kháng thuốc trong quần thể cỏ lồng vực.

  4. Làm thế nào để hạn chế sự phát triển tính kháng thuốc của cỏ dại?
    Luân phiên sử dụng thuốc có cơ chế tác động khác nhau, kết hợp biện pháp canh tác tích hợp như làm đất kỹ, quản lý nước và sử dụng giống lúa cạnh tranh cao.

  5. Tỷ lệ nảy mầm hạt cỏ lồng vực sau xử lý acid sulfuric là bao nhiêu?
    Sau xử lý bằng acid sulfuric 98% trên 15 phút và ngâm nước 48 giờ ở nhiệt độ trên 30°C, tỷ lệ nảy mầm hạt cỏ lồng vực đạt trên 90%, đảm bảo nguồn mẫu nghiên cứu chất lượng.

Kết luận

  • Cỏ lồng vực là loài cỏ dại phổ biến và gây thiệt hại nghiêm trọng cho sản xuất lúa tại Thừa Thiên Huế, ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và chất lượng lúa.
  • Quần thể cỏ lồng vực tại địa phương mẫn cảm với các thuốc chứa Pretilachlor, Butachlor và Quinclorac, nhưng đã bắt đầu hình thành tính kháng với Pyrazosulfuron Ethyl.
  • Pretilachlor ở nồng độ khuyến cáo vẫn duy trì hiệu lực trừ cỏ cao, khuyến cáo sử dụng đúng kỹ thuật để tránh phát triển tính kháng.
  • Cần áp dụng biện pháp quản lý thuốc luân phiên và tích hợp các biện pháp canh tác để kiểm soát hiệu quả cỏ lồng vực và hạn chế tính kháng thuốc.
  • Tiếp tục giám sát và nghiên cứu tính kháng thuốc trừ cỏ để cập nhật và điều chỉnh chiến lược phòng trừ phù hợp trong tương lai.

Hành động tiếp theo: Nông dân và cán bộ kỹ thuật cần áp dụng ngay các khuyến nghị về sử dụng thuốc và biện pháp canh tác tích hợp trong vụ mùa hiện tại để bảo vệ năng suất lúa. Các nhà nghiên cứu cần tiếp tục theo dõi và mở rộng nghiên cứu về tính kháng thuốc của cỏ dại tại các vùng khác.