“Giải độc” cho cánh đồng

Từ mấy chục năm nay, thuốc trừ sâu, chất diệt cỏ và diệt nấm được sử dụng ồ ạt và góp phần giúp gia tăng sản lượng nông nghiệp. Tuy nhiên, tác động của những chất này lên môi trường và sức khỏe con người đã gieo rắc sự nghi ngờ về tính hiệu quả của chúng. Các Chính phủ đang phải tìm kiếm giải pháp thay thế. Và dưới đây là sáu giải pháp…

Đất đai và nguồn nước bị nhiễm độc, cuộc sống của các loài sâu bọ có lợi và động vật hoang dã bị đe dọa, ung thư, tổn thương thần kinh hay rối loạn tuyến hormone và cơ quan sinh sản, cho dù đã được xác nhận hay chỉ mới nghi ngờ, tính hiệu quả của những loại thuốc trừ sâu, chất diệt cỏ, vốn đã giúp sản lượng nông nghiệp Pháp tăng nhanh kể từ sau Chiến tranh thế giới lần thứ hai, đang được lật lại. Hiện nỗi lo này đã được cụ thể hóa trong một số văn bản pháp quy. Chẳng hạn, trong đạo luật môi trường của mình, Pháp, nước tiêu thụ nhiều sản phẩm bảo vệ thực vật nhất châu Âu, quyết tâm trong mười năm nữa sẽ giảm đi 50% lượng thuốc trừ sâu sử dụng và đến năm 2010 sẽ loại bỏ tất cả những loại thuốc trừ sâu độc tố cao.
Quyết tâm của Pháp không phải là ngoại lệ. Tháng giêng 2009, Liên minh châu Âu đã quyết định siết chặt các quy định cho phép lưu thông những chất có khả năng gây ung thư hoặc độc hại đối với cơ quan sinh sản và hệ nội tiết con người. Kết quả: thêm hai mươi chất bị cấm lưu thông trên thị trường. Trước đó, nhiều cuộc tranh luận sôi nổi đã nổ ra bởi nhờ có thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, kể từ sau những năm 1960, sản lượng nông nghiệp của các nước châu Âu liên tục gia tăng. Một trong những lý lẽ được các nhà sản xuất đưa ra là nếu không sử dụng các biện pháp diệt nấm, sâu bệnh sẽ làm giảm gần 25% năng suất lúa mì. Mặc dù lý lẽ ấy rất thuyết phục nhưng Liên minh châu Âu vẫn quyết định triển khai chính sách giảm phụ thuộc vào thuốc trừ sâu. Kể từ thời điểm đó, nông dân buộc phải thích ứng với hoàn cảnh mới.
Ngành nông nghiệp sạch, tức không sử dụng thuốc trừ sâu và phân bón hóa học, để thực hiện một công việc hết sức khó khăn này để thu được lợi nhuận và nhất là để bù đắp lại phần sản lượng giảm sút do không sử dụng thuốc trừ sâu, giá bán phải tăng thêm 30%. Chẳng hạn, với lúa mì, các thành viên của Hiệp hội nông nghiệp sạch Pháp cho biết họ thu được từ 2,5 đến 5 tạ/ha trong khi năng suất trung bình của cả nước Pháp là 7 tạ/ha.
Như vậy, liệu ta có thể giảm, thậm chí không sử dụng thuốc trừ sâu trong nông nghiệp mà vẫn không đẩy giá bán lên cao được không? Một số thí nghiệm kết hợp các giải pháp thay thế với việc phun thuốc sâu chỉ rõ điều đó hoàn toàn có thể xảy ra. Chẳng hạn, thử nghiệm do Hiệp hội chuyển giao tài nguyên và đất đai nông nghiệp Pháp tiến hành trong năm năm (bắt đầu từ năm 2003) tại tám trang trại mẫu ở vùng Picardie cho thấy sản lượng vẫn duy trì ở mức bình thường trong khi lượng thuốc trừ sâu sử dụng giảm 37%. Để đạt kết quả ấy, các nông dân tham gia thử nghiệm đã giám sát cây trồng của mình bằng các dụng cụ dự báo số hóa, lựa chọn giống cây có khả năng chống chịu sâu bệnh cao, gieo hạt thưa hơn, muộn hơn và luân canh nhiều loại cây trồng. Dưới đây là một số giải pháp rất hiệu quả để khỏi phụ thuộc vào thuốc trừ sâu.
Liệu thực phẩm biến đổi gene (TPBĐG) có cho phép chúng ta khỏi sử dụng thuốc trừ sâu không?

Ngô là một trong những thực phẩm
biến đổi gene phổ biến nhất

Theo Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ, vào năm 2008, 92% đậu tương, 18% bông và 17% ngô canh tác ở Mỹ - quốc gia gieo trồng hơn 50% số cây biến đổi gene trên thế giới - được biến đổi gene để sản sinh ra chất toxin Bt (có tác dụng trừ sâu hại); 23% ngô và bông canh tác chứa gene có khả năng tiêu diệt cỏ dại; 40% ngô và 45% bông canh tác hội tụ cả hai đặc tính trên. Theo những người ủng hộ TPBĐG, ích lợi của việc gieo trồng các giống cây biến đổi gene này là chẳng cần phun thuốc trừ sâu. Monsanto, công ty đứng đầu thế giới về TPBĐG, khẳng định những giống cây tiết ra chất toxin Bt một cách tự nhiên, chẳng hạn giống ngô Yieldgard miễn dịch với bướm ống và bướm đêm Sesamia nonagrioides, không gây hại cho những loài sâu bọ khác vì tác dụng của Bacillus thurigeneeis chuyên biệt hơn so với các loại thuốc trừ sâu truyền thống. Tuy nhiên, ngoài những bàn cãi xoay quanh TPBĐG, những vấn đề "rất cổ điển" gắn liền với việc sử dụng thuốc trừ sâu cũng được đặt ra. Trước tiên là sự kháng thuốc. Hiện tượng này đã được nhóm nghiên cứu của giáo sư Bruce Tabashnik thuộc trường Đại học Arizona (Mỹ) phát hiện trên những ruộng cây thí nghiệm và mô tả vào tháng 2 năm 2008. Helicoverpa zea, một trong những loài sâu hại bông, đã phát triển khả năng chống chịu chất toxin mà cây bông biến đổi gene tiết ra. Điều này có nghĩa lượng thuốc trừ sâu giảm đi chỉ mang tính chất tạm thời. Theo những người ủng hộ TPBĐG, những giống cây chứa gene có khả năng tiêu diệt cỏ dại (bông, gai dầu, ngô và đậu tương RoundUp Ready của công ty Monsanto) không làm giảm đi lượng thuốc trừ sâu sử dụng mà tạo điều kiện để người nông dân lựa chọn những loại thuốc "phổ rộng", vốn nổi tiếng ít độc hại cho con người. Nhưng, đây lại là một lý lẽ gây tranh cãi: một số công trình nghiên cứu, trong đó có công trình do các nhà khoa học thuộc trường Đại học Caen (Pháp) công bố hồi tháng 12 năm 2008, cho thấy: dù liều lượng thấp, những chất diệt cỏ ấy vẫn rất độc hại đối với cơ thể con người. Thế nên, ích lợi của việc sử dụng TPBĐG để hạn chế những bất cập của thuốc trừ sâu có lẽ chỉ mang tính tương đối.

1. Đa đạng hóa loại cây trồng
NGUYÊN LÝ
Trồng một loại cây trên cùng một mảnh đất nhiều năm liền sẽ tạo điều kiện cho sâu hại và động vật ký sinh xuất hiện. Do đó, cần đa dạng hóa cây trồng và để cho đất nghỉ một thời gian. Như thế, "kẻ thù" của cây trồng sẽ biến mất trước khi loài cây yêu thích được gieo trở lại bởi loài cây ấy không được trồng quá lâu nên sâu bọ chẳng có điều kiện sinh sôi.
Ứng dụng: cho tất cả các loại cây trồng
THỰC NGHIỆM

Ươm trồng chuối non trong PTN giúp tránh lây lan giun tròn ký sinh.

Tại quần đảo Antilles, phương pháp bỏ hóa đất và đa dạng hóa cây trồng được áp dụng để ngăn không cho giun tròn đục rễ cây chuối. Chẳng hạn, mía được trồng luân canh trên vùng đất chuyên trồng chuối. Ngoài ra, để giun tròn không lây lan sang những thửa đất khác, chuối con được nhân giống trong phòng thí nghiệm. Chỉ trong 10 năm, lượng thuốc trừ sâu sử dụng đã giảm đi 60% trong khi năng suất vẫn không thay đổi thậm chí còn tăng lên.
HẠN CHẾ
Kỹ thuật này cũng đã được áp dụng cho cây chuối trồng ở châu Phi, Nam Mỹ, Trung Mỹ và quần đảo Canaria (ở phía Tây Bắc châu Phi) nhưng lại không khả thi đối với dứa vì chi phí ươm trồng dứa con trong phòng thí nghiệm quá cao. Tuy nhiên, nguyên lý phá vỡ thế độc canh để ngăn chặn sâu hại gắn với một loại cây trồng nào đó (không thể sống được nếu thiếu loại cây trồng ấy) lại rất phổ biến.

2. Dùng thiên địch
NGUYÊN LÝ
Kẻ thù của kẻ thù tôi là bạn của tôi. Đây chính là nguyên lý của phương pháp sử dụng thiên địch. Hiện trên thị trường có bán khoảng năm mươi loài ăn thịt hoặc ký sinh trong cơ thể sâu hại cây trồng.
Ứng dụng: cho các loại cây trồng trong nhà kính, cây ăn quả, nho và ngô
THỰC NGHIỆM

Bướm ống phá hoại ngô. Có thể dùng ong vò vẽ để diệt loài sâu hại này.

Ong vò vẽ đã được sử dụng từ hơn hai mươi năm nay như thiên địch của bướm ống phá hại cây ngô. Chúng đẻ trứng lên trứng của loài bướm ống làm số lượng của loài bướm này giảm sút đáng kể. Ong vò vẽ (được bán theo tấm trên thị trường) có thể thay thế hoàn toàn chất diệt bướm hóa học và hiệu quả của chúng cũng rất cao. Vào năm 2008, ong vò vẽ được sử dụng trên hơn 100.000 ha, tức 1/4 diện tích cây trồng ở Pháp.
HẠN CHẾ
Phương pháp rất hiệu quả đối với cây ngô này đã được sử dụng cho các loài cây trồng trong nhà kính và đang được triển khai ở các vườn cây ăn quả và các ruộng nho có giá trị gia tăng cao. Tuyển lựa thiên địch cho những giống cây lớn là một công việc khó khăn. Tuy nhiên, chúng ta hoàn toàn có thể tạo điều kiện để sâu bọ có lợi sinh sôi (bằng cách duy trì các dãy hàng rào chẳng hạn). Ngoài ra, cũng có thể dùng phương pháp "đấu tranh sinh học": cho vi sinh vật rải hormone sinh dục gây rối loạn hoạt động sinh sản của sâu hại (40% số người làm nghề trồng cây ở Pháp sử dụng phương pháp này).

3. Định hướng chọn giống cây trồng
NGUYÊN LÝ
Trong tự nhiên, một số loài cây có khả năng chống chịu sâu bọ. Đặc tính này có thể được bảo tồn bằng cách lai tạp khi chọn giống. Giải pháp này tỏ ra rất hiệu quả trong trường hợp muốn hạn chế sử dụng thuốc bảo vệ thực vật và không quá đặt nặng mục tiêu đạt sản lượng cao.
Ứng dụng: có khả năng ứng dụng cho tất cả các loại cây trồng
THỰC NGHIỆM

Chọn giống có khả năng chống chịu sâu bệnh cao sẽ mang lại hiệu quả KT

Thực nghiệm so sánh trên hàng chục ruộng lúa ở vùng Tây-Bắc Pháp vào năm 2006 cho thấy giống lúa mì Caphorn (có khả năng chống chịu sâu bệnh tốt và được gieo thưa hơn 40% so với các giống thông thường để hạn chế ký sinh trùng) đã giúp tiết kiệm 1/3 chi phí canh tác trung bình trên một hecta (năng suất giảm 7% so với giống thông thường). Trong ba năm tiến hành thực nghiệm so sánh, chi phí canh tác tiết kiệm được lên tới 35%.
HẠN CHẾ
Việc chọn ra giống có khả năng chống chịu sâu bệnh cao trong các loại cây trồng là hoàn toàn có thể. Nhưng nó lại đòi hỏi rất nhiều thời gian: cần trung bình mười một năm để chọn ra giống cây trồng trên diện tích lớn có khả năng chống chịu sâu bệnh cao. Hơn nữa, những giống chống chịu sâu bệnh tốt lại thường có năng suất thấp hơn. Do đó, cần phân tích thật kỹ lợi ích kinh tế của những giống ấy cho người nông dân. Cũng như lúa mì, lúa mạch sắp được đưa vào trồng thử nghiệm so sánh.
4. Dùng câytrồng chăm sóc cây trồng
NGUYÊN LÝ

Cải cay giải phóng những hợp chất rất độc đối với nấm ký sinh ở cây trồng.

Các nhà dược lý học hiểu rất rõ nguyên lý này: cây trồng thường chứa những chất có khả năng tác động lên cơ thể sống chẳng hạn tác dụng chống ung thư của chất taxol chiết xuất từ cây thông đỏ. Trong nông nghiệp cũng vậy, một số chất do cây trồng sản sinh một cách tự nhiên có thể rất có lợi: hoặc chúng rất độc với sâu hại, hoặc chúng kích thích khả năng bảo vệ tự nhiên của cây trồng.
Ứng dụng: tùy theo thực nghiệm
THỰC NGHIỆM
Glucosinolate có trong cải cay tác dụng với enzyme hình thành lúc cây phân hủy để tạo thành hợp chất rất độc đối với một số loài nấm. Do loài cây này sinh trưởng trong vòng khoảng hai tháng nên giữa hai vụ chính có thể gieo cải cay, sau đó phá bỏ, cày nát cây cải này với đất để diệt nấm, bảo vệ cho cây trồng vụ sau. Kĩ thuật này đặc biệt hiệu quả đối với loại nấm gây bệnh nhũn gốc, táp nắng ở lúa mì (hiện vẫn chưa có loại thuốc hóa học nào trị được bệnh này).
HẠN CHẾ
Đã được nghiên cứu tại Viện nghiên cứu nông nghiệp Pháp (INRA), phương pháp này bảo vệ cải đường, cà rốt và khoai tây khỏi sâu bệnh. Tuy nhiên, hiệu quả của những chất chiết xuất từ tảo, hạt, bột cây cỏ hoặc tinh dầu sử dụng theo kinh nghiệm cần được chứng minh và rất khó tìm được những khoản đầu tư R&D cho thị trường ngách này.

5. Diệt cỏ dại tận gốc
NGUYÊN LÝ

Máy diệt cỏ Weedseeker phát hiện cỏ dại nhờ hệ thống cực quang.

Nguyên lý của phương pháp diệt cỏ cơ học là chọn lọc hoặc vùi lấp cỏ dại, còn nguyên lý của phương pháp "phẫu thuật" là sử dụng hệ thống phát hiện cây trồng để tác động theo từng vùng.
Ứng dụng cho loại cây trồng: những giống cây lớn, cây ăn quả, rau, nho
THỰC NGHIỆM
Cùng với nhóm nghiên cứu châu Âu, nhà nghiên cứu Nicolas Munier-Jolain làm việc cho đơn vị nghiên cứu sinh học và Quản lý các loài tự sinh của Viện INRA tại Dijon đã chứng minh: kết hợp phương pháp cơ học và hóa học giúp tiết kiệm 39% lượng thuốc diệt cỏ sử dụng trên các ruộng ngô mà năng suất không hề giảm sút.
HẠN CHẾ
Sử dụng phương pháp cơ học chỉ giúp diệt được khoảng từ 75 đến 85% lượng cỏ dại và không làm sạch cỏ ở giữa các luống cây hoặc trước khi cỏ nảy mầm. Hệ thống phát hiện cỏ dại hiện nay cũng có những hạn chế tương tự như vậy. Quả thật, máy diệt cỏ "Weedseeker" hoạt động dựa trên nguyên tắc nhận ra sự khác nhau giữa màu cây và màu đất không phân biệt được cây trồng và cỏ dại. Khả năng phát triển hệ thống có khả năng phân biệt các loại cây với nhau (giá cả phải chăng) vẫn đang được kiểm chứng. Do vậy, hiện tại, các chuyên gia máy móc đang tập trung chế tạo và điều chỉnh máy phun để hạn chế lượng thuốc trừ sâu sử dụng.
6. Tăng cường công tác dự báo
NGUYÊN LÝ
Một số bệnh nhanh chóng phá hoại cây trồng ngay khi vừa xuất hiện. Do đó, cần phun thuốc ngừa sâu bệnh khi thời tiết có dấu hiệu thuận lợi cho sự phát triển của mầm bệnh. Tăng cường công tác dự báo thông qua hệ thống mô hình hóa rủi ro có tính đến những dữ liệu cụ thể (giống cây, đặc điểm thời tiết của địa phương, thời điểm gieo trồng và nảy mầm, tưới tiêu, ...) cho phép giảm đáng kể lượng thuốc trừ sâu sử dụng.
Ứng dụng: cho những loại cây trồng đại trà trên cánh đồng
THỰC NGHIỆM

Viện nghiên cứu cây trồng Arvalis cho biết từ 1999 đến 2006, dụng cụ Midi-Lis của họ (giúp phòng bệnh mốc sương ở khoai tây) cho phép giảm trung bình từ hai đến sáu lần phun thuốc sâu so với mười hai lần phun liên tục ở các thửa ruộng canh tác những giống cây dễ nhiễm bệnh. Vào năm 2008, dụng cụ này được sử dụng trên 20.000 ha, tức 15% tổng diện tích canh tác khoai tây ở Pháp.
HẠN CHẾ
Có khoảng vài chục dụng cụ dự báo số hóa đang được sử dụng ở Pháp. Mỗi dụng cụ ứng với một loại cây trồng-sâu bệnh khác nhau. Tuy nhiên, chi phí để triển khai giải pháp này khá lớn và nhất là để có được những dữ liệu về thời tiết vùng chính xác, điều kiện quan trọng để dự báo tốt, cần đầu tư xây dựng một cơ sở nghiên cứu chuyên biệt.
HỒ THỦY AN dịch
(theo Science et Vie số 1099 tháng 4/09)

Trở lại Khoa học - Công nghệTrở lại Khoa học - Công nghệ