Mất năng suất do sâu bệnh

Kể từ buổi bình minh của hệ sinh thái nông nghiệp cách đây gần 10.000 năm, nông dân đã phải cạnh tranh với các sinh vật khác — cụ thể là côn trùng gây hại, mầm bệnh, cỏ dại và động vật hoang dã — để đảm bảo an ninh lương thực. Những nguyên nhân gây mất mùa “sinh học” (tức là sinh vật sống) này có thể gây hại như những tác nhân gây căng thẳng “phi sinh học” (tức là không sinh vật) như hạn hán, nhiệt độ khắc nghiệt, thiếu hụt chất dinh dưỡng và bức xạ cao hoặc thấp, thường hoạt động song song để hạn chế đáng kể mùa màng sản xuất.

Những tổn thất mùa màng như vậy có thể được hạn chế thông qua các chiến lược quản lý dịch hại khác nhau, từ kiểm soát hóa học và vật lý đến các chiến lược sinh học và văn hóa. Bài viết dưới đây tìm hiểu mối quan hệ giữa sâu bệnh và thiệt hại năng suất cây trồng, cũng như các giải pháp để giảm thiểu tác động của sâu bệnh.

Làm thế nào để dịch hại cây trồng gây ra thiệt hại năng suất?

Không có hai loài gây hại nào giống nhau: Cho dù đó là một loài sâu đục thân cây nho chui qua thân bí, bệnh cháy lá làm thối cây táo hay một con nai phá bỏ một giàn đậu tương, mỗi loài gây hại đều có một chiến lược tấn công riêng.

Nói chung, dịch hại làm giảm năng suất cây trồng theo một số cách, được phân loại theo tác động của chúng:

• Các chất giảm đứng như mầm bệnh làm giảm khả năng làm giảm sinh khối và số lượng tổng thể của thực vật, thường ảnh hưởng nặng nề nhất đến cây trồng trên đồng ruộng trong quá trình hình thành.
• Các chất làm giảm tốc độ quang hợp (ví dụ: vi rút, vi khuẩn, nấm) hoạt động ở cấp độ tế bào, ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ carbon dioxide của cây trồng.
• Tác nhân thúc đẩy quá trình lão hóa của lá là tác nhân gây bệnh làm lá rụng và chết sớm.
• Kẻ đánh cắp ánh sáng bao gồm cỏ dại và mầm bệnh che bóng cây trồng hoặc giết chết mô lá, làm giảm khả năng quang hợp.
• Đặc công đồng hóa ăn cắp chất dinh dưỡng trực tiếp từ cây trồng thông qua việc hút các phần miệng hoặc bằng cách xâm nhập tế bào thực vật. Những sinh vật như vậy bao gồm tuyến trùng, mầm bệnh và động vật chân đốt.
• Sinh vật tiêu thụ mô, không có gì đáng ngạc nhiên, ăn các bộ phận của cây, với thức ăn là rễ, thức ăn là mô sinh sản và thức ăn cho lá bao gồm động vật nhai và mầm bệnh hoại tử.
• Chất khử Turgor ảnh hưởng đến khả năng vận chuyển nước và chất dinh dưỡng qua các mô của cây trồng, dẫn đến bệnh thối rễ, bệnh héo rũ và các chất ăn rễ trong số đó.

Đánh giá thiệt hại mùa màng: Tìm hiểu về thiệt hại năng suất tiềm tàng và hiệu quả của biện pháp bảo vệ cây trồng

Đánh giá tổn thất mùa màng tóm tắt sự khác biệt giữa năng suất có thể đạt được của cây trồng khỏe mạnh và năng suất thực tế của cây trồng bị bệnh, giúp nông dân xác định sự cần thiết của một biện pháp can thiệp, thường là về mặt kinh tế.

Trong trường hợp không có thuốc bảo vệ thực vật, thiệt hại năng suất lên đến 70% có thể xảy ra trên nhiều loại cây lương thực chính, trong đó cỏ dại chiếm tỷ lệ thiệt hại cao nhất ở mức 30%, tiếp theo là động vật gây hại và mầm bệnh lần lượt là 23% và 17%. Theo FAO, trung bình, sâu bệnh chiếm 20-40% tổn thất năng suất trên toàn thế giới, gây thiệt hại cho nền kinh tế toàn cầu tổng cộng 290 tỷ USD.

Tất nhiên, con số mất mùa thay đổi đáng kể giữa các quốc gia và giữa các vụ mùa. Ví dụ, ở Hà Lan, tổn thất năng suất lên tới 5% là tiêu chuẩn đối với các loại cây lâu năm như quả hạch và táo, trong khi ở Brazil, tổn thất lên tới 45% có thể xảy ra đối với một vụ cà phê. Mặc dù việc đánh giá tổn thất mùa màng nổi tiếng là khó thực hiện, nghiên cứu nông nghiệp nhấn mạnh các mô hình xem xét một số chỉ số, từ thiệt hại về chất lượng cây trồng đến tổn thất định lượng, từ thiệt hại trước đến sau thu hoạch (Savary 2006).

Trung bình, thuốc bảo vệ thực vật chỉ chiếm 5-8% tổng chi phí sản xuất của nông dân, mặc dù hiệu quả thay đổi tùy theo từng loại sâu bệnh. Nói chung, quản lý dịch hại động vật và bệnh thực vật chiếm 32% và 39% cải thiện năng suất, so với 74% cải thiện năng suất để kiểm soát cỏ dại. Người ta cũng cho rằng bảo vệ cây trồng là một biện pháp hiệu quả hơn đối với cây công nghiệp so với cây lương thực, ngăn ngừa 53–68% thiệt hại về năng suất cây trồng so với 43–50% đối với cây lương thực.

Tất nhiên, khi thương mại toàn cầu, biến đổi khí hậu và tổn thất đa dạng sinh học ngày càng gia tăng, thì tác động của sâu bệnh đối với năng suất cây trồng cũng sẽ tăng theo. Mặc dù các ước tính khác nhau, một số số liệu khẳng định rằng cứ mỗi 1 độ tăng nhiệt độ toàn cầu sẽ làm tăng tổn thất năng suất do dịch hại từ 10-25%.

Chiến lược quản lý dịch hại

Quản lý Dịch hại Tổng hợp, hay IPM, là một khuôn khổ phổ biến rộng rãi về các nguyên tắc quản lý dịch hại, kết hợp các bài học rút ra từ bệnh học thực vật và dịch tễ học, khoa học cỏ dại và côn trùng, tuyến trùng học, v.v.

Một mặt, IPM thừa nhận tầm quan trọng của việc kiểm soát dịch hại hóa học như thuốc trừ sâu và thuốc diệt nấm, đặc biệt khi mức độ dịch hại có thể chấp nhận được đã vượt quá “ngưỡng hành động” nhất định về thiệt hại kinh tế. Mặt khác, IPM khuyến khích giám sát và phòng ngừa trên hết, ưu tiên kết hợp các biện pháp đa dạng, phi hóa chất trong chế độ kiểm soát dịch hại. Một kế hoạch quản lý dịch hại tổng hợp có thể bao gồm:

• Biện pháp vật lý (xới xới, làm cỏ bằng máy, trừ sâu bệnh bằng rào, bẫy, v.v.)
• Kiểm soát sinh vật gây hại (nhập địch thiên địch; trồng nơi cư trú cho thiên địch, v.v.)
• Các tập quán canh tác (luân canh cây trồng để giảm tỷ lệ sâu bệnh; điều chỉnh ngày trồng/thu hoạch dựa trên vòng đời sâu bệnh; chọn giống kháng bệnh, v.v.)
• Biện pháp hóa học (thuốc trừ sâu như thuốc diệt côn trùng, thuốc diệt nấm và thuốc diệt cỏ; pheromone để điều khiển sự di chuyển của dịch hại; chất điều hòa sinh trưởng, v.v.)

Thời điểm bảo vệ cây trồng

Một khi dịch hại xuất hiện trên cây trồng, có thể rất khó để quản lý hoàn toàn, nghĩa là nông dân phải giảm thiểu tổn thất năng suất cây trồng xuống mức có thể chấp nhận được.

Tùy theo đối tượng dịch hại và địa bàn có thể áp dụng các biện pháp phòng trừ trước khi dịch hại tấn công, khi có điều kiện khí hậu thuận lợi; ngay sau khi sâu bệnh tấn công; hoặc ở ngưỡng kinh tế khuyến nghị.

Điều đó nói rằng, các biện pháp phòng ngừa tốt hơn các biện pháp chữa bệnh và các hành động giúp tăng năng suất và sản lượng cây trồng cũng có thể khuyến khích sức khỏe cây trồng. Các hoạt động như vậy bao gồm:

• Bón phân: Cây thiếu dinh dưỡng dễ bị bệnh. Một loại đất cân bằng có chứa đủ các chất dinh dưỡng đa lượng và vi lượng sẽ khuyến khích sức khỏe của cây trồng.
• Cắt tỉa: Việc cắt tỉa không chỉ khuyến khích luồng không khí, do đó làm giảm các điều kiện gây bệnh mà còn loại bỏ mầm bệnh — tức là vật chất thực vật bị nhiễm bệnh — có thể gây lây lan thêm. Trong quá trình cắt tỉa, vệ sinh thích hợp là điều bắt buộc.
• Làm cỏ: Tất nhiên, cỏ dại có thể trực tiếp gây mất mùa do cạnh tranh tài nguyên, nhưng cũng có thể gián tiếp gây hại cho cây trồng bằng cách truyền các ký sinh trùng dị loại (tức là các loài gây hại cần hai vật chủ, chẳng hạn như bệnh gỉ sắt trên lá và một số loài côn trùng gây hại).
• Xới đất: Xới đất là một chiến lược quan trọng (mặc dù không hoàn hảo) để quản lý sâu bệnh. Cày xới có thể loại bỏ mầm bệnh khỏi bề mặt đất, cải thiện khả năng sục khí và thoát nước của đất, đồng thời tiêu diệt ấu trùng côn trùng gây hại trú đông. và diệt cỏ dại. Tuy nhiên, việc xới đất cũng có thể gây hại cho hệ sinh thái đất, tiêu diệt các sinh vật có ích giúp quản lý sâu bệnh.
• Tưới tiêu: Tình trạng căng thẳng về nước làm tăng tính nhạy cảm của cây trồng đối với sâu bệnh và mầm bệnh, khiến việc tưới tiêu trở thành một chiến lược kiểm soát dịch hại phòng ngừa quan trọng. Tuy nhiên, một số phương pháp tưới (ví dụ: tưới trên cao) có thể làm tăng tỷ lệ mắc bệnh và một số nguồn nước nhất định có thể đưa mầm bệnh vào.
• Loại bỏ tàn dư cây trồng khỏi các cánh đồng: Vệ sinh là một chiến lược quan trọng để ngăn ngừa bệnh lây lan trong tương lai.
• Luân canh cây trồng: Luân canh các họ cây trồng trên một cánh đồng nhất định không chỉ cải thiện khả năng cung cấp chất dinh dưỡng trong đất mà còn ngăn ngừa quần thể sâu bệnh tích tụ

So với các đối tác thông thường, các hệ thống nông nghiệp hữu cơ và tích hợp thường ưu tiên các biện pháp phòng ngừa để quản lý dịch hại, tận dụng các rào cản vật lý để loại trừ chúng (ví dụ: đường hầm cao, hàng che phủ); các chiến lược văn hóa để hạn chế tỷ lệ sâu bệnh (ví dụ: luân canh cây che phủ để ngăn chặn các bệnh trong đất); và các biện pháp sinh học để khuyến khích quản lý dịch hại tự nhiên (ví dụ: thả bọ rùa để quản lý rệp). Những chiến lược này cũng làm tăng tính bền vững của hệ thống sản xuất và giảm thiểu ô nhiễm nông nghiệp.

Nói như vậy, nông dân cũng phải thiết kế trang trại của mình có tính đến bệnh thực vật học, lựa chọn điều kiện sản xuất tối ưu, chẳng hạn như các địa điểm có nắng và thoáng mát, nơi sương và độ ẩm không tồn tại lâu, với loại đất và khả năng thoát nước thích hợp. Tuy nhiên, nông dân phải thường xuyên theo dõi các điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của bệnh— cụ thể là điều kiện độ ẩm cao, nhiệt độ thấp và cao, lượng mưa lớn và hạn hán.

Dữ liệu về thời tiết và nhiệt độ đặc biệt hữu ích trong việc theo dõi vòng đời của dịch hại. Phần mềm quản lý trang trại (hoặc FMS) với dự báo thời tiết, công nghệ IoT, hình ảnh vệ tinh và các chức năng trinh sát có thể đóng vai trò là công cụ quan trọng trong bất kỳ chiến lược IPM nào.

Quản lý dịch hại thông qua phần mềm quản lý trang trại

Phần mềm quản lý trang trại AGRIVI sử dụng các thuật toán phát hiện dịch hại tiên tiến và dữ liệu thời tiết theo thời gian thực để giúp bạn quản lý côn trùng gây hại, mầm bệnh và cỏ dại trong trang trại của mình.

Dựa trên vị trí chính xác của các cánh đồng của bạn, AGRIVI xác định các loại dịch hại có thể xảy ra đối với hơn 200 loại cây trồng, với các cảnh báo tích hợp được kích hoạt trước 7 ngày, bên cạnh các cảnh báo thời tiết tùy chỉnh phù hợp với nhu cầu của bạn. Chúng tôi cũng cung cấp 4 tích hợp sẵn có với cảm biến thời tiết, cho phép bạn theo dõi các điều kiện trên mặt đất, tại hiện trường một cách thoải mái ngay tại nhà của mình.

Hơn nữa, cơ sở dữ liệu sâu bệnh tích hợp sẵn của AGRIVI, bảo vệ hơn 30 báo cáo tích hợp giúp việc tuân thủ và báo cáo trở nên dễ dàng.