Bảo vệ thực vật và bảo vệ thiên nhiên

T5, 06/04/2015 - 10:06

Thiên nhiên tồn tại dưới dạng các hệ sinh thái. Các hệ sinh thái có đặc điểm là có sự cân bằng trong hấp thụ và giải phóng năng lượng. Điều đó có nghĩa là các hệ sinh thái có đặc tính điều hòa hoạt động của mình trên cơ sở các quan hệ điều khiển thuận nghịch, giúp cho việc nhanh chóng loại trừ những sai lệch so với các mối quan hệ đã được xác lập từ trước và qua đó dập tắt mọi biến động.

Các cơ thể sống: cây cối, động vật, vi sinh vật hoạt động như những cơ chế điều hòa của hệ sinh thái. Chỉ có những cơ thể sống mới có những phản ứng với những thay đổi bên ngoài. Côn trùng, vi sinh vật là những nhóm sinh vật dồi dào về số lượng, phong phú về chủng loại và phổ biến rộng rãi nhất trong các hệ sinh thái, cho nên chúng giữ vai trò điều hòa rất quan trọng.

Hệ sinh thái càng có nhiều thích ứng với những thay đổi bên ngoài càng ổn định và bền vững. Vì vậy, đặc tính đa dạng của các loài sinh vật được hình thành trong quá trình tiến hóa qua nhiều thiên niên kỷ cần được xem như là một ân huệ to lớn của thiên nhiên và là một thành quả của con người.

Con người là sinh vật sử dụng sản phẩm hữu cơ của các hệ sinh thái, cho nên lệ thuộc vào thiên nhiên, do đó cần phải hoạt động một cách khôn ngoan, có tính đến những quy luật nghiệt ngã của thiên nhiên. Nhiệm vụ của con người trong quá trình phấn đấu để xây dựng cuộc sống no đủ và văn minh bao gồm trong việc quản lý một cách khoa học sinh quyển, điều khiển các hế sinh thái thông qua việc xác định các mối quan hệ tối thích giữa con người và thiên nhiên trên cơ sở các tiến bộ khoa học, công nghệ và tri thức của nhân loại.

Các hoạt động bảo vệ thực vật thường tác động mạnh mẽ lên thiên nhiên, gây ra những xáo trộn lớn trong các hệ sinh thái. Đặc biệt các chất hóa học bảo vệ thực vật thường gây ra những tác động lớn. Vì vậy, đến nay nhiều người cho rằng cần phải hạn chế các biện pháp hóa học trong việc phòng trừ sâu bệnh hại cây. Nhưng hạn chế sử dụng các chất hóa học thì lấy gì thay thế để bảo vệ cây trước sự tấn công của các loài gây hại, khi có các trận dịch, trong tình hình là sâu, bệnh đang ngày càng gây ra những thiệt hại to lớn cho cây trồng. Các nhà khoa học và các nhà sản xuất đã tìm thấy một hướng giải quyết nằm trong việc nắm bắt các quy luật để điều hòa các mối quan hệ giữa các loài sinh vật trong các hệ sinh thái. Trên hướng này, người ta đặt nhiều hy vọng và đã có thành tựu trong sử dụng đặc tính chống chịu sâu, bệnh của cây.

Điều cần chú ý là mỗi loài sinh vật có những đặc tính riêng của nó và không được lặp lại ở bất kỳ một loài sinh vật nào khác và chúng ta không phải bao giờ cũng có thể thấy được các đặc tính đó được dùng để làm gì và có ý nghĩa gì đối với cây cũng như có ý nghĩa đối với con người như thế nào. Đặc biệt là các đặc tính miễn dịch thực vật, những đặc tính của cây mà cho đến nay chúng ta còn có những hiểu biết quá ít ỏi. Trong điều kiện bình thường (không có sâu bệnh), nhiều biểu hiện của đặc tính miễn dịch (chống chịu sâu bệnh) được xem là vô nghĩa, là thừa, thậm chí là có hại, vì có thể các đặc tính đó đang làm cản trở cho việc tạo ra năng suất nông sản cao của cây. Nhưng trong trường hợp sâu bệnh phát sinh nhiều, chính các đặc tính đó gìn giữ cho cây không bị tiêu diệt hoặc bị hại ít.

Các đặc tính miễn dịch thực vật góp phần làm phong phú thêm tính đa dạng của thế giới sinh vật. Đến lượt mình, tính đa dạng sinh học làm tăng độ bền vững của các hệ sinh thái và do đó làm tăng độ bền vững của thiên nhiên nói chung. Vì những lý do trên đây, con người cần quan tâm đến việc bảo vệ trữ lượng di truyền do thiên nhiên tạo ra như là những tài sản quý báu. Nguồn gen di truyền đó không những cần được khai thác hợp lý mà còn phải không ngừng làm giàu thêm, phong phú thêm.

- Cùng với sự phát triển của các nền văn minh, thiên nhiên đang nghèo dần. Cho đến nay, các hoạt động sản xuất và đời sống của con người đang làm nghèo đi dự trữ nguồn gen của thiên nhiên.

Khai phá rừng, chặt cây, săn bắn chim thú, đánh cá, đốt rừng làm rẫy, sử dụng các chất hóa học v.v… làm cho nhiều loài sinh vật, kể cả động vật, thực vật bị tiêu diệt, nhiều loài có số lượng giảm đáng kể do không gian cư trú bị thu hẹp. Những điều này dễ nhận thấy, nhưng làm giảm các hoạt động này gặp không ít khó khăn, vì con người phải tạo ra cái ăn, cái mặc, vì một số người còn cho rằng tài nguyên thiên nhiên là vô tận.

Điều khó thấy hơn là trong một hoạt động của con người, bên ngoài hình như không gây hại cho thiên nhiên, thậm chí còn có vẻ như làm giàu thiên nhiên, nhưng trong sâu xa lại làm cho thiên nhiên nghèo đi. Thí dụ công tác chọn tạo giống cây, phổ biến rộng rãi một số giống trong sản xuất cũng đã góp phần làm nghèo quỹ gen của thiên nhiên. Trong một thời gian dài, những nhà chọn tạo giống đặt ra cho mình mục tiêu là tạo ra các giống cây có năng suất nông sản cao. Họ cố gắng để tập trung các gen quyết định cho năng suất cao vào một số giống và ở những giống cây đó các đặc tính chống, chịu sâu bệnh bị loại dần. Không những ở những giống cây có tiềm năng cho năng suất cao, các đặc tính chống chịu sâu bệnh bị loại, mà cả các giống cây có nhiều đặc tính chống chịu sâu bệnh cao nhưng cho năng suất thấp cũng bị loại khỏi sản xuất. Những giống này bị mất dần và nguồn dự trữ gen bị nghèo đi. Bằng con đường đó nhiều giống lúa, giống ngô địa phương có đặc tính chống chịu sâu bệnh cho đến nay không còn nữa hoặc đang có nguy cơ mất hẳn.

Những cố gắng để tạo ra các giống cây trồng vừa cho năng suất cao, vừa cho sản phẩm tốt, vừa chống chịu được sâu bệnh cho đến nay chưa đạt được những kết quả như mong muốn. Trong thực tế, thật khó mà đạt được điều này, nếu không muốn nói là không thể đạt được. Khó mà có thể tập trung tất cả các đặc điểm quý của một loài sinh vật vào trong một kiểu hình. Vì vậy, việc gìn giữ và duy trì nguồn đặc điểm di truyền chỉ có thể thực hiện được trong sự đa dạng của loài, mà trước hết thể hiện ở đa dạng các quần thể trong một loài, ở các dạng, các chủng của một loài sinh vật.

Giải quyết bài toán vừa có năng suất cao, có chất lượng tốt, có đặc tính chống chịu sâu bệnh cao, vừa gìn giữ tính đa dạng sinh học trong thực tế là bài toán không dễ. Nhưng chúng ta đã có những cơ sở để tìm được giải pháp hợp lý. Giải pháp này không nằm trong một công thức cố định, ở một kiểu hình sinh vật được chọn lọc, mà nằm trong việc điều khiển các hệ sinh thái, đảm bảo cho các hệ sinh thái phát triển trong trạng thái có lợi nhất cho con người. Ở trạng thái phát triển của hệ sinh thái đem lại nhiều sản phẩm tốt cho con người, các đặc điểm miễn dịch thực vật có vai trò rất lớn. Khi có được đặc điểm chống chịu sâu bệnh tốt ở các loài sinh vật sản xuất, việc điều tiết các mối quan hệ sinh thái dễ dàng hơn, độ an toàn cao hơn.

- Trong tự nhiên, các loài sinh vật đều có vị trí xác định. Mỗi loài sinh vật tồn tại và phát triển trong các hệ sinh thái, đều là thành phần của hệ đó và cần thiết như nhau cho hệ sinh thái. Không có loài nào thừa, cũng không có loài nào thiếu. Các loài sinh vật quan hệ qua lại với nhau, chịu sự chi phối của các quy luật tự nhiên và đều đảm bảo cho toàn bộ hệ sinh thái tồn tại và phát triển. Các loài sinh vật chỉ chiếm lĩnh vị trí của chúng trong cấu trúc hoàn chỉnh của các hệ sinh thái. Trong các hệ sinh thái đang hoạt động bình thường, các loài sinh vật tồn tại bên nhau, hài hòa với nhau thông qua nhiều mối quan hệ qua lại, tạo nên những trạng thái cần bằng của hệ sinh thái. Các quan hệ giữa loài sinh vật có: tương hỗ lẫn nhau, ký sinh, đối kháng, tiêu diệt lẫn nhau, cộng sinh, hoại sinh v.v… Tuy nhiên, trong hệ sinh thái hoạt động bình thường không có loài thắng, loài thua…

Các loài sâu bệnh lấy cây xanh làm thức ăn và gây hại cho cây, có khi làm cho cây bị chết. Trước hiện tượng đó, có người nghĩ rằng các loài sâu bệnh đã thắng và cây xanh đã thua. Thực ra sâu, bệnh cũng như cây xanh đang ở đúng vị trí của nó trong quá trình chu chuyển vật chất của các hệ sinh thái. Một trong các dòng chu chuyển vật chất là các chuỗi dinh dưỡng.

Cây xanh là cầu nối giữa thế giới sống và thế giới không sống. Cây xanh chuyển các chất vô cơ thành các chất hữu cơ. Sâu, nấm và nhiều loài sinh vật khác lấy cây xanh làm thức ăn. Chim thú bắt sâu, nhặt nấm làm thức ăn. Động vật lấy chim là thức ăn. Động vật bậc cao lấy động vật bậc thấp làm thức ăn. Chuỗi dinh dưỡng cứ thế kéo dài ra đan xen vào nhau, tạo thành mạng lưới dinh dưỡng. Trong mạng lưới đó không có loài thắng loài thua.

Chuỗi dinh dưỡng chỉ là cách mô tả đơn giản để dễ thấy mối quan hệ dinh dưỡng giữa các loài sinh vật. Trong thực tế các loài sinh vật có nhiều mối quan hệ đan xen vào nhau tạo nên một mạng lưới dinh dưỡng có cấu trúc 4 chiều (3 chiều không gian và 1 chiều thời gian).

Đặc tính chống chịu sâu bệnh là đặc điểm được hình thành trong quá trình tồn tại và phát triển của màng lưới dinh dưỡng. Vì vậy, đặc tính này có vai trò rất quan trọng trong việc đảm bảo cho các mối quan hệ trong mạng lưới dinh dưỡng hoạt động bình thường và phát triển.

Nhiều người nghĩ rằng, để đảm bảo có năng suất cây trồng cao, chúng ta phải giúp cho cây chiến thắng được sâu, bệnh. Họ muốn cây chiến thắng ngay cả trong trường hợp phát triển bình thường và loại trừ hẳn các loài sâu bệnh. Làm như vậy, chúng ta đã can thiệp vào chu trình chuyển hóa các chất, đi ngược lại hướng chuyển động tự nhiên của chu trình dinh dưỡng. Ở điều kiện bình thường, trong các hệ sinh thái, cây xanh dành một phần cơ thể của mình để nuôi côn trùng và các loài sinh vật lấy cây làm thức ăn là hợp với quy luật tự nhiên. Công tác bảo vệ thực vật ở thời gian này là gìn giữ các đặc tính chống chịu của cây, giúp cho cây không vì bị mất một phần chất hữu cơ tích lũy được cho côn trùng và sinh vật ký sinh mà để ảnh hưởng đến năng suất kinh tế. Chỉ khi các loài sinh vật gây hại phát triển quá mức, năng suất kinh tế của cây bị đe dọa, lúc đó mới cần đến sự can thiệp của công tác bảo vệ thực vật để đưa hệ sinh thái trở về trạng thái cân bằng.

Ngay cả trong trường hợp bắt buộc phải can thiệp này, cách tốt nhất vẫn là phát huy các cơ chế tự điều tiết của các hệ sinh thái. Các tác động từ bên ngoài đều có thể gây ra những ảnh hưởng lên toàn bộ hệ sinh thái và làm cho các hệ sinh thái khó xác lập được cân bằng. Đặc biệt là các loại chất hóa học bảo vệ thực vật thường gây ra những đảo lộn lớn, vì chúng không những chỉ tác động lên các loài gây hại, mà còn ảnh hưởng sâu sắc lên các loài sinh vật khác.

Thắng hay thua, có lợi hay có hại được gán cho các loài sinh vật trong các hệ sinh thái là xét dưới gốc độ lợi ích của con người. Có những việc đối với con người là có lợi, nhưng có thể đối với toàn bộ hệ sinh thái là không có lợi. Lợi ích của con người chỉ có thể đạt được một cách bền vững khi nó phù hợp với các quy luật của tự nhiên. Thông thường, do không nắm được đúng các quy luật của các hệ sinh thái, lại xuất phát từ những tính toán đơn giản, cho nên con người thường hành động trái với các quy luật tự nhiên và gây ra những hậu quả nghiêm trọng cho các hệ sinh thái và cho môi trường. Nông nghiệp ở một số nơi, trong một số trường hợp trở thành không sạch là do những tính toán và xử lý sai lầm của những người sản xuất cũng như lưu thông phân phối nông sản.

Vì vậy, để tiến hành nông nghiệp sạch, để thu được những lợi ích bền vững, con người cần nắm được bản chất các mối quan hệ giữa các loài sinh vật trong các hệ sinh thái, trên cơ sở đó khai thác tốt các quy luật tự nhiên cho lợi ích con người và góp phần bảo vệ thiên nhiên.

- Tính đa dạng là yếu tố đảm bảo bền vững của các hệ sinh thái. Thiên nhiên tồn tại trong sự đa dạng. Mức độ đa dạng càng cao, hệ thống càng bền vững. Tuy nhiên, trong tự nhiên không có gì thừa, các yếu tố, các bộ phận thừa lần lượt bị loại thải và mất đi trong quá trình tiến hóa. Trong các hệ thống tự nhiên cũng không có gì thiếu, vì thiếu một số yếu tố hoặc bộ phận nào đó, hệ thống tự nhiên trở nên không bền vững và dễ bị đảo lộn. Trong các hệ thống tự nhiên, mọi thứ đều vừa đủ. Đủ cho hệ thống đó tồn tại bền vững trong các mối quan hệ với các hệ thống khác.

Nhiều công trình nghiên cứu khoa học về bệnh cây đã đi đến kết luật: “Trong một quần lạc thực vật mà ở đó có gen nhiễm bệnh hoặc hoàn toàn không có gen chống bệnh, thì ở đó sẽ tập trung nhiều chủng ký sinh có khả năng gây bệnh kém”. Như vậy, ở những quần thể cây xanh yếu chống chịu sâu bệnh thì không có mặt các chủng ký sinh có khả năng gây bệnh mạnh. Vì nếu có mặt các chủng ký sinh gây bệnh mạnh, cây xanh sẽ bị tiêu diệt và toàn bộ hệ sinh thái bị phá vỡ.

Các nghiên cứu khoa học cũng cho thấy: “Khả năng của các loài ký sinh càng lớn, càng rộng, số lượng gen chống bệnh mà ký sinh vượt qua được càng nhiều, thì khả năng sống và khả năng cạnh tranh của loài ký sinh đó với các loài sinh vật gây hại yếu càng thấp”. Có nghĩa là trong quá trình cạnh tranh với các loài sinh vật gây hại có mặt trong hệ sinh thái, các loài sinh vật có khả năng gây bệnh cao lại lần lượt bị loại và chỉ còn lại các loài ký sinh gây bệnh yếu. Rõ ràng là trong quá trình tiến hóa của các loài sinh vật, các quá trình đấu tranh, loại thải hoàn thiện của các loài đan xen vào nhau, ức chế nhau tạo nên trạng thái cân bằng cho các hệ sinh thái.

Tổng hợp từ nhiều công trình nghiên cứu khác nhau được tiến hành tìm hiểu khía cạnh của miễn dịch thực vật, các nhà khoa học cũng đã đi đến kết luận: quá trình chọn lọc ổn định các chủng sinh vật gây bệnh yếu chỉ có thể xảy ra trong điều kiện cạnh tranh giữa các chủng ký sinh với nhau và cạnh tranh với các chủng vi sinh vật khác trong sinh quần. Để cho quá trình này hoạt động, cần có các cơ chế bảo đảm khả năng tồn tại của các giống cây nhiễm bệnh bên cạnh các giống cây chống bệnh. Như vậy, các giống cây nhiễm bệnh không phải bao giờ cũng cần loại ra ngoài quá trình sản xuất, mà rõ ràng là các giống này có ý nghĩa tích cực trong quá trình xuất hiện các chủng ký sinh có khả năng gây bệnh yếu và có sức cạnh tranh cao đối với các chủng ký sinh gây bệnh mạnh.

Tính chống chịu sâu bệnh của cây là sản phẩm của toàn bộ hệ sinh thái. Nông nghiệp sạch cần được xây dựng dựa trên cơ sở các đặc tính chống chịu sâu bệnh của cây. Chỉ có trên cơ sở này chúng ta mới phát huy được toàn bộ hệ sinh thái, hướng cho hoạt động của các hệ này tạo ra năng suất kinh tế cao, sản phẩm nông nghiệp sạch và không gây ra ô nhiễm môi trường.

Tính chống chịu sâu bệnh là một đặc điểm của cây xanh, được thể hiện trong các hoạt động, trong cấu tạo và chức năng của các bộ phận và cơ quan của cây. Tuy nhiên, đặc điểm chống chịu sâu bệnh không chỉ là kết quả, là sản phẩm của riêng cây xanh, mà là kết quả hoạt động của các luật tự nhiên tác động lên cây, làm cho cây biến đổi trong các mối quan hệ với nhiều thành tố khác của hệ sinh thái và giúp cây giữ lại trong bộ máy di truyền những biến đổi đó.

Nhận thức đúng đắn điều này giúp chúng ta hiểu đúng quá trình gây hại của sâu bệnh cũng như có cơ sở tốt để lựa chọn các biện pháp trong các hoạt động bảo vệ thực vật góp phần tạo ra nền nông nghiệp sạch.

Nói một cách tổng quát, đặc tính chống chịu sâu bệnh của cây là kết quả của các mối quan hệ sau đây:

- Quan hệ giữa các loài sinh vật gây hại với cây ký chủ. Trong mối quan hệ này không có kẻ thắng, người thua. Trong điều kiện bình thường, đây là mối quan hệ qua lại ở trạng thái cân bằng. Hai phía chỉ là hai trong nhiều khâu của quá trình chu chuyển các chất, biểu hiện cụ thể ở mạng lưới dinh dưỡng.

Trường hợp bất thường là khi một trong hai phía vượt lên át phía bên kia, làm cho hệ sinh thái bị đảo lộn và thông qua những lần đảo lộn này thúc đẩy quá trình tiến hóa. Có thể là đặc tính chống chịu của cây vượt trội lên làm cho quần thể loài sinh vật gây hại mới có khả năng gây hại cao hơn kìm hãm trở lại sự vượt trội của cây xanh. Có thể là đặc tính gây hại của loài ký sinh vượt trội lên, làm cho cây xanh bị suy yếu, một số bị chết, số lượng cây bị giảm, và tình trạng này thúc đẩy cơ thể của những cây sống sót tạo thêm đặc tính chống chịu mới và làm cho loài ký sinh không gây được bệnh, đảm bảo lập lại thế cân bằng.

Trong trường hợp thế cân bằng của các loài sinh vật trong hệ sinh thái bị phá vỡ như đã nêu trên đây, không chỉ các loài sinh vật chính trong đảo lộn cân bằng thay đổi để tái lập thế cân bằng, mà các cơ chế điều hòa của toàn bộ hệ sinh thái cũng được hoạt hóa và phát huy tác dụng điều tiết.

- Quan hệ giữa các yếu tố khí hậu thời tiết, cây xanh và các loài sinh vật gây hại. Đây là mối quan hệ 3 chiều, chịu tác động từ 3 phía. Trong trạng thái bình thường, mối quan hệ giữa 3 yếu tố này ở trong trạng thái cân bằng động và thường xuyên có những thay đổi rồi được điều chỉnh do các cơ chế nội tại của các thành tố tham gia mối quan hệ này. Trường hợp vượt ra ngoài khả năng tự điều tiết, các cơ chế điều tiết bình thường của toàn bộ hệ sinh thái tha gia vào để bảo đảm trạng thái cân bằng. Trường hợp có những đảo lộn lớn, hệ sinh thái có sự sắp xếp lại và có thể tạo thành một số nhân tố mới trong hệ sinh thái. Thí dụ: chủng ký sinh mới được hình thành, đặc tính chống chịu mới ở cây được tạo ra v.v…

- Quan hệ giữa các loài sinh vật gây hại với nhu cầu thức ăn đặc biệt. Đặc tính chống chịu sâu bệnh của cây chỉ được xét đến khi cây xanh là nguồn thức ăn của loài gây hại, vì nếu cây xanh không phải là nguồn thức ăn cho loài gây hại đó, thì không có gì phải nói về đặc tính chống chịu.

Những nghiên cứu về miễn dịch thực vật cho thấy sự chuyên tính sinh học là nhân tố quan trọng nhất trong đặc điểm chống chịu của cây. Trên cơ sở chuyên tính này, người ta phân chia thành: chống chịu theo chi, chống chịu theo loài, chống chịu theo giống. Các dạng chống chịu theo chi, theo loài sinh vật là các dạng chống chịu phổ biến, thường gặp nhất trong tự nhiên. Tuy nhiên, trong trồng trọt, tính chống chịu theo giống cây có nhiều ý nghĩa thực tế và được sử dụng nhiều trong công tác chọn giống cây trồng.

Đối với đặc tính chống chịu theo giống, sự khác biệt giữa các giống cây thể hiện ở các đặc điểm cấu tạo sinh hóa, cấu tạo tế bào, ở những khác biệt trong một số quá trình và chức năng sinh lý. Để vượt qua được những yếu tố chống chịu này, ở các loài ký sinh hình thành các đặc điểm mới. Một trong các đặc điểm mới đó là khả năng sử dụng thức ăn riêng biệt. Khả năng này giúp cho ký sinh vượt qua được đặc tính chống chịu của cây, đồng thời giúp cho chủng ký sinh đó vượt lên trên các chủng ký sinh khác trong quá trình tìm kiếm thức ăn. Như vậy, khả năng sử dụng thức ăn riêng biệt vừa giúp cho chủng ký sinh thích nghi được với những thay đổi của giống cây, vượt qua những trở ngại về thức ăn do giống cây tạo ra, đồng thời đó là vũ khí để chúng ký sinh chiến thắng các chủng khác.

- Quan hệ giữa các loài gây hại và các loài thiên địch. Đặc tính chống chịu của cây đối với các loài sinh vật gây hại không chỉ thể hiện trong sự đấu tranh đối kháng hoặc tránh né các loài gây hại mà còn thể hiện trong việc tạo điều kiện cho các loài thiên địch của các loài phát triển. Một số loài cây có khả năng tạo ra môi trường sinh sống thuận lợi cho các loài thiên địch (chỗ trú ẩn, điều kiện nhiệt, ẩm độ thích hợp v.v…) thu hút chúng về (bằng các chất thơm bay hơi, bằng màu sắc tán cây v.v…), cung cấp các thức ăn bổ sung (tiết mật cây, mật lá, mật hoa v.v…). Bằng những cách đó cây giúp cho các loài thiên địch phát triển thuận lợi và về phía chúng các loài thiên địch tích cực tiêu diệt và hạn chế các loài gây hại bảo vệ cây.

- Quan hệ giữa tất cả sinh vật tồn tại trên cùng một cây, trong đó có các loài gây hại, các loài biểu sinh, hoại sinh. Đây là một tập hợp các mối quan hệ giữa các loài sinh vật với tất cả các mặt biểu hiện: cạnh tranh, tương hỗ, đối kháng, cộng sinh, ký sinh v.v… Tuy nhiên, các loài gây hại cây tạo thành một nhóm sinh vật riêng với các đặc trưng: có cùng một nguồn thức ăn, cùng không gian cư trú và sinh sống, đều là các loài sinh vật bậc thấp (trừ chim, thú, chuột…). Vì vậy, mối quan hệ giữa các loài sinh vật gây hại thiên về loại trừ, ức chế lẫn nhau.

Đặc tính chống chịu sâu bệnh của cây cũng có những nét tương tự như trong trường hợp các mối quan hệ giữa các loài gây hại cây và các loài thiên địch Nhưng ở đây mối quan hệ đa dạng hơn. Thực tế nghiên cứu về miễn dịch của cây cho thấy nhiều loài cây đã cùng chung sống với những tập đoàn vi sinh vật biểu sinh, vi sinh vật vùng rễ giúp cây rất nhiều trong quá trình đấu tranh chống lại các loài gây hại và hình thành các đặc tính chống chịu.

- Quan hệ giữa các loài gây hại và các yếu tố kỹ thuật canh tác. Các yếu tố kỹ thuật canh tác có mục đích chính là tạo điều kiện cho cây trồng thuận lợi phát huy được đầy đủ nhất tiềm năng tạo ra năng suất kinh tế của giống cây. Trên cơ sở đó các yếu tố kỹ thuật canh tác thường được tính toán để phát huy các đặc điểm và đặc tính của giống trên hướng tạo ra năng suất cao. Vì vậy, thông thường các đặc tính chống chịu sâu bệnh ít được chú ý đến hoặc tạm gác sang một bên. Phần lớn trong các trường hợp thông thường, các yếu tố kỹ thuật canh tác không những không huy động được các đặc tính chống chịu của cây vốn có, mà có khi còn làm suy giảm chúng, thậm chí làm hao mòn và mất dần các đặc tính quý đó.

Nhiều yếu tố kỹ thuật canh tác còn làm tăng khả năng cảm nhiễm của cây đối với các loài gây hại. Trong trường hợp này, tác động tích cực của các biện pháp kỹ thuật canh tác trên phương diện huy động tiềm năng cho năng suất kinh tế của giống cây không bù đắp được những thiệt hại do các loài gây hại tạo ra sau khi áp dụng biện pháp đó.

Các biện pháp kỹ thuật canh tác thâm canh tăng năng suất và các biện pháp kỹ thuật canh tác phòng trừ sâu bệnh cần được kết hợp một cách hợp lý và khoa học mới bảo đảm các yêu cầu của nền nông nghiệp sạch.

Các chất hóa học bảo vệ thực vật có chức năng chủ yếu là ngăn ngừa và diệt trừ các loài gây hại bảo vệ cây. Trên phương diện nông nghiệp sạch, người ta e ngại chúng vì chúng đều là chất độc, có nhiều khả năng gây ô nhiễm môi trường và làm cho nông nghiệp trở thành không sạch.

Để có hiểu biết khách quan và đầy đủ về các tác động của các chất hóa học bảo vệ thực vật, trên cơ sở đó có những đánh giá đúng và sử dụng chúng có hiệu quả hơn, cần nắm được thực chất các tác động của chúng. Về tác động ngăn ngừa và diệt trừ các loài gây hại đã được nói đến ở phần trên, ở đây xin đi sâu vào một số tác động của các hóa chất bảo vệ thực vật đối với cây trồng và với các loài sinh vật khác trong sinh quần.

- Tác hại của chất độc hóa học đối với cây trồng

Sử dụng không hợp lý, các chất hóa học bảo vệ thực vật có thể gây hại cho cây trồng ở các mức độ khác nhau, biểu hiện thành những triệu chứng rất khác nhau.

Dùng các chất hóa học xử lý hạt giống ở liều lượng quá cao, hoặc xử lý đất, thường làm cho tỷ lê nảy mầm, sức nảy mầm của hạt giống bị giảm sút. Những mầm mọc lên được cũng phát triển kém: rễ ngắn hoặc rất ít, cây còi cọc, màu sắc lá không bình thường. Có trường hợp sau hàng tháng, chất hóa học vẫn còn làm cho cây chết.

Phun lên cây những loại thuốc bảo vệ thực vật với nồng độ lớn, thuốc có thể phá hại tất cả các bộ phận của cây ở trên mặt đất. Trên lá có những vết màu sắc khác nhau. Về sau các vết đó khô đi, có khi phiến lá bị thủng lỗ, trở nên quăn queo, giòn, quả chín muộn, nhỏ và bị biến màu. Có trường hợp tác tại của chất độc kéo dài hàng năm, khiến cho những năm về sau cây ra hóa, kết quả kém. Có những trường hợp tác hại của thuốc biểu hiện rất chậm, một thời gian sau khi dùng thuốc, mới xuất hiện triệu chứng bị hại của cây. Cây bị hại nặng có thể rụng hết lá, hoa, quả, có khi cây bị chết hoàn toàn.

Nhiều trường hợp chất hóa học bảo vệ thực vật không gây ra những triệu chứng bị hại trên cây, nhưng làm giảm tính chống chịu của cây đối với các tác động không thuận lợi như tính chịu rét, chịu hạn, chống chịu bệnh v.v… Chất hóa học có thể làm ảnh hưởng đến phẩm chất nông sản hoặc làm cho nông sản có mùi hôi, mất giá trị sử dụng. Nhiều trường hợp nông sản không có các biểu hiện bị hại ra ngoài, nhưng có giữ lại những tồn dư của thuốc hoặc những chất trao đổi dưới tác động của thuốc. Các chất này có thể gây ra những tác động có hại lên tế bào ở các bộ phận khác nhau trên cơ thể người.

Mỗi loại thuốc hóa học gây ra những triệu chứng, những biểu hiện bị hại khác nhau trên cây. Thường những triệu chứng này đặc trưng cho từng loại thuốc. Thuốc trừ cỏ 2,4-D làm cho lá cà chua, lá bông và lá một số cây trồng khác bị dị hình, thân bị cong queo. Thuốc trừ nấm chứa đồng để lại trên lá những vết đỏ hay nâu, tồn tại rất lâu trên mặt lá. Thuốc trừ sâu HCH kỹ nghệ làm cho củ khoai tây, chè, thuốc lá có mùi hôi v.v… Những triệu chứng này là kết quả của những tác động của các loại thuốc khác nhau lên các quá trình sinh lý, sinh hóa trong cây (quang hợp, hô hấp, thoát hơi nước, hoạt động của các men v.v…), lên các bộ phận khác nhau trong cây (ống dẫn, mô phân sinh, điểm sinh trưởng v.v…).

Nhìn chung, biểu hiện của tính độc của các chất hóa học bảo vệ thực vật, trên cây trồng tùy thuộc vào thành phần, cấu trúc, đặc điểm của mỗi chất, phụ thuộc vào đặc điểm của cây trồng và vào những điều kiện ngoại cảnh.

Tuy nhiên, độ an toàn của các loại hóa chất bảo vệ thực vật đối với cây trồng tùy thuộc vào chỉ số hóa trị liệu của mỗi loại hóa chất. Chỉ số hóa trị liệu là tỷ số giữa liều tối thiểu gây chết đối với loài gây hại so với liều tối đa của thuốc mà cây chịu đựng được. Chỉ số này càng nhỏ, loại thuốc đó càng dễ gây độc cho cây, ngược lại chỉ số này càng lớn, loại thuốc đó càng an toàn đối với cây. Chỉ số hóa trị liệu thay đổi tùy thuộc vào loại thuốc, loài gây hại cây trồng và điều kiện ngoại cảnh.

Cây trồng có thể có những phản ứng rất trái ngược nhau đối với tác động của các chất hóa học bảo vệ thực vật. Người ta biết rằng những loài cây thuộc họ bầu bí rất mẫn cảm với thuốc DDT và HCH, ngay cả ở liều lượng thấp thuốc đã gây hại nghiêm trọng cho cây, có thể làm cho cây chết. Những thuốc DDT và HCH lại tỏ ra an toàn đối với các loài cây trồng khác. Ngược lại, thuốc trừ cỏ DCPA có thể diệt được nhiều loài cỏ dại (lồng vực, cỏ lá rộng v.v…) và gây hại cho rất nhiều loại cây trồng, nhưng riêng cây lúa lại có tính chống chịu cao đối với loại thuốc này. Ngay trên một loài cây, ở giai đoạn sinh trưởng này có thể cây rất chống chịu đối với thuốc, nhưng ở giai đoạn trước hoặc sau đó cây tỏ ra rất mẫm cảm đối với loại thuốc đó.

Thường những điều kiện bên ngoài thuận lợi cho các chất hóa học bảo vệ thực vật thâm nhập và tác động lên các loài sinh vật gây hại thì cũng dễ gây hại cho cây trồng. Vì vậy, dùng các chất hóa học bảo vệ thực vật phải bảo đảm đúng kỹ thuật mới hạn chế được tác hại của chúng đối với cây và với môi trường.

Trong việc dùng thuốc xử lý đất để phòng trừ các loài sinh vật gây hại cho cây, cần chú ý là có những trường hợp chất hóa học có thể tồn tại khá lâu trong đất, gây hại cho cả những cây trồng ở vụ sau, năm sau.

- Tác động kích thích của các chất hóa học bảo vệ thực vật lên cây trồng.

Đã có nhiều tài liệu thực tế cho thấy các hóa chất bảo vệ thực vật có tác động kích thích đến sinh trưởng và phát triển của cây, sau khi các chất này được sử dụng để phòng trừ sâu, bệnh. Các tác động kích thích này có thể gặp ở tất cả các cách sử dụng chất hóa học: phun lỏng, phun bột, trộn hạt giống, bón thuốc vào đất v.v…

Trong một số trường hợp, năng suất cây trồng, phẩm chất nông sản tăng lên khi sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật, không chỉ do các hóa chất diệt trừ được sâu, bệnh mà còn do các chất hóa học đã làm tăng cường các quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng, thể hiện ở nâng cao tỷ lệ mọc của hạt giống, cải thiện sự phát triển của bộ rễ, tăng cường chiều cao cây, tăng diện tích quang hợp và đồng hóa các chất, tăng số nhánh mang bông ở cây có hạt, tăng trọng lượng và hàm lượng các chất dinh dưỡng ở hạt, củ, quả v.v…

Người ta nhận thấy nhiều loại thuốc clo hữu cơ có tác dụng làm cho cây ra hoa sớm hơn, quả chín sớm hơn. Thuốc từ nấm Kitazin P, khi phun để trừ bệnh đạo ôn hại lúa, ở Nhật Bản đã có nhận xét là thuốc làm cho các đốt ở sát gốc dày lên, ngắn lại, do đó mà có tác dụng chống lốp, chống đổ cho lúa, góp phần làm tăng năng suất.

Có trường hợp khi phun lên cây, các chất hóa học trong thời gian đầu có ảnh hưởng không tốt đến sinh trưởng của cây, nhưng về sau lại làm cho cây phát triển mạnh. Boocdanop A.A (1961) giải thích hiện tượng này như sau: khi phun các hợp chất clo hữu cơ lên cây ở liều lượng thường dùng, lập tức hô hấp của cây sẽ tăng lên mạnh mẽ, trong khi đó quang hợp lại giảm đi, hoạt tính của các men cũng giảm theo, sự tổng hợp diệp lục bị kìm hãm, tương quan giữa các dạng đường, dạng đạm trong cây bị đảo lộn, sự tổng hợp gluxit và protit ở trong cây bị kìm hãm. Nhưng sau đó 5-10 ngày, các quá trình sinh lý trong cây trước đây bị giảm, chẳng những được khôi phục lại mà còn được tăng cường, thể hiện rõ rệt tác động kích thích của thuốc.

Tác động kích thích của các hóa chất bảo vệ thực vật lên cây trồng, chỉ được thể hiện ở mức cao, khi cây có đầy đủ phân bón và các điều kiện thuận lợi cho quá trình dinh dưỡng. Trong những điều kiện này, độ ẩm của đất giữ vai trò quan trọng. Nâng cao độ ẩm của đất đến mức thích hợp nhất (nhưng không thừa), có thể nâng cao những biểu hiện kích thích của các chất hóa học đối với cây. Trái lại, trong trường hợp bị khô hạn, nếu dùng thuốc bón vào đất, nhất là các loại thuốc clo hữu cơ, nhiều khi thuốc lại có tác động kìm hãm đối với cây trồng.

Dùng các loại hóa chất bảo vệ thực vật hỗn hợp với phân bón cũng có trường hợp có tác dụng làm tăng tác động kích thích của các chất hóa học. Nhưng muốn phát huy được tác động kích thích của thuốc, cần dựa vào các đặc điểm tác động sinh lý của chúng để chọn lựa phân bón thích hợp. Ví dụ bón thêm phân lân với thuốc clo hữu cơ vừa có tác dụng giúp cho cây nhanh chóng khôi phục sự trao đổi chất, vừa xúc tiến tăng cường tổng hợp chất hữu cơ trong cây.

Rõ ràng là không phải các chất hóa học bảo vệ thực vật chỉ có làm hại cây, làm giảm phẩm chất nông sản, mà khi sử dụng đúng, các hóa chất này cũng kích thích sinh trưởng và phát triển của cây, làm tăng phẩm chất nông sản. Làm nông nghiệp sạch không thể không chú ý đến những đặc điểm này.

- Các chất hóa học bảo vệ thực vật tác động lên các loài sinh vật trong hệ sinh thái

Trong các hệ sinh thái, bên cạnh các loài sinh vật gây hại cho cây trồng, còn có nhiều loài sinh vật có ích. Trong số các loài sinh vật có ích, có những loài côn trùng ăn sâu hại, được gọi là các loài thiên địch. Có thể kể, bọ rùa Coccinellidae, hổ trùng Cicindellidae ăn sâu, bọ rùa ăn nhện đỏ, nhện ăn rầy nâu v.v… Một số loài sâu ký sinh trên sâu non, nhộng và trứng sâu hại như các loài ong ký sinh Ichneumonidae, Trichogram-matidae… Một số loài nấm, vi khuẩn, virut ký sinh trên các loài vật gây hại cây.

Những loài động vật và thực vật cùng với vi sinh vật nói trên họp lại thành quần lạc các loài sinh vật trong các hệ sinh thái. Quần lạc các loài sinh vật trong các hệ sinh thái có nhiều mối quan hệ qua lại với nhau và thường xuyên có những biến đổi. Các mối quan hệ giữa các loài sinh vật đảm bảo cho chúng tồn tại trong những trạng thái cân bằng động.

Khi sử dụng các chất hóa học bảo vệ thực vật để phòng trừ sâu bệnh, các chất hóa học đã tác động lên các loài sinh vật trong quần lạc và gây nên những xáo động, những đảo lộn trong các mối quan hệ giữa các loài. Những đảo lộn này có thể đem lại lợi ích cho người, khi các chất hóa học bảo vệ thực vật được sử dụng đúng. Nhưng cũng có không ít trường hợp, những xáo trộn chuyển theo hướng có hại cho con người.

Có những trường hợp khi sử dụng các hóa chất bảo vệ thực vật, các loài sinh vật gây hại có giảm đi, nhưng đồng thời các chất hóa học tiêu diệt mất nhiều loài thiên địch. Kết quả là các loài gây hại không còn bị các loài thiên địch và các loài có ích kìm hãm cho nên phát triển mạnh hơn, sinh sản nhiều, tích lũy số lượng nhanh. Sự phát triển mạnh của loài sinh vật gây hại không những nhanh chóng bù đắp được số lượng các cá thể bị chất hóa học tiêu diệt mà còn tích lũy nhiều hơn, với mật độ cao hơn, do đó tác hại lớn hơn nhiều so với không phun thuốc. Ngoài ra, còn có những trường hợp thuốc có tác động kích thích cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt, làm tăng nguồn thức ăn tốt cho các loài sinh vật gây hại sau khi được giải phóng khỏi sự kiểm soát của các loài thiên địch.

Điều đáng chú ý là sức chống chịu đối với tác động của các chất hóa học ở những loài sinh vật có ích, những loài thiên địch, trong nhiều trường hợp, không cao bằng ở các loài sinh vật gây hại. Vì vậy, tác động có hại của thuốc bảo vệ thực vật lên các loài sinh vật có ích thường nặng nề hơn, hậu quả lớn hơn so với các loài sinh vật gây hại.

Ở những vùng dùng thuốc trừ sâu, bệnh với quy mô lớn có thể gặp hiện tượng là một loài sinh vật gây hại nào đó, trong những năm mới dùng thuốc, thường bị thuốc ức chế không phát triển được, do đó gây hại không đáng kể. Nhưng càng dùng thuốc lâu năm, loài sinh vật gây hại đó càng phát triển mạnh hơn, tích lũy nhanh hơn và gây hại lớn hơn.

Hiện tượng này đã xảy ra đối với quá trình phòng trừ sâu xanh hại bông (Heliothis armigera Hb.) ở một số vùng trồng bông nước ta trong những năm trước đây. Ở một số vùng trồng cam, trồng chè nước ta cũng có những trường hợp đáng chú ý. Thoạt đầu, nhện đỏ hại cây Tetranychus bioculatus Wood-Mason, Tetranychus telarius L v.v… chỉ phát sinh ở mức độ thấp, gây hại không đáng kể cho cam, chè. Nhưng sau nhiều năm dùng thuốc hóa học để phòng trừ bọ xít muỗi, bọ rầy xanh hại chè, phòng trừ sâu vẽ bùa, câu cấu hại cam v.v…, dần dần nhện đỏ đã phát sinh ngày một nhiều và trở thành đối tượng nguy hiểm cho các loại cây trồng này.

Trong một số trường hợp dùng thuốc phòng trừ bệnh cây cũng có thể gây ra hiện tượng làm cho một loài sâu hại tăng cường phát triển và gây hại. Khi dùng thuốc Boocdo trừ bệnh loét cam chanh do vi khuẩn Xanthomonas citri D., người ta nhận thấy rệp nhờn Icerya purchasi Mask. tăng lên, do thuốc Boocdo đã tiêu diệt những nấm ký sinh trên rệp nhờn, và như vậy thuốc Boocdo đã tác động như một loại thuốc chữa bệnh cho rệp nhờn.

Ngoài những tác động có hại của thuốc đối với các loài thiên địch nêu trên đây, việc dùng thuốc không hợp lý trên quy mô lớn còn làm giảm số lượng côn trùng có ích thụ phấn cho cây trồng, gây hại cho đàn ong mật, gây hại cho cua, cá trong ruộng lúa.

Sau một quá trình sử dụng cùng một loại thuốc liên tục trong nhiều năm tại cùng một địa điểm để phòng trừ một số loài sâu, bệnh hại nào đó có thể làm cho loài sinh vật gây hại nhờn thuốc, quen thuốc. Các loài sinh vật gây hại: côn trùng, nhện, gậm nhấm, nấm, vi khuẩn v.v… đều có thể quen thuốc.

Người ta nhận thấy răng khả năng, tốc độ thể hiện tính quen thuốc ở các loài sinh vật gây hại khác nhau đối với các loại thuốc khác nhau, thì không giống nhau. Thí dụ: trên các cánh đồng trồng rau ở ngoại thành Hà Nội, và Hải Phòng, chỉ mới thấy sâu tơ là có biểu hiện quen thuốc, còn các loài sâu hại khác như rệp, sâu xanh v.v… chưa có đặc điểm này.

Mức độ quen thuốc, chống chịu với một loại thuốc của sinh vật gây hại không phải tăng dần lên một cách đều đặn từ thế hệ này sang thế hệ khác. Ở những thế hệ đầu tiên, tính chống chịu của loài gây hại đối với một loại thuốc thường tăng tương đối chậm, khiến cho việc phát hiện kịp thời quá trình bắt đầu quen thuốc ở trên ruộng, thường không dễ dàng. Nhưng, ở thời gian về sau, khi một số thế hệ thường xuyên tiếp xúc với một loại thuốc, thì tính quen thuốc mới thể hiện rõ, qua một bước nhảy vọt, tăng lên rất nhanh.

Nghiên cứu về tính quen thuốc của côn trùng và nhện đỏ hại cây trồng, người ta đã phát hiện ra hiện tượng “chống chịu chéo” của loài gây hại đối với các loại thuốc. Có nghĩa là một loài sinh vật gây hại khi đã quen với một loại thuốc thì có khả năng nhanh chóng thích ứng được với một loại thuốc khác có thành phần, cấu trúc và tác động sinh lý tương tự hoặc ngay cả với một loại thuốc có thành phần, cấu trúc và tác động sinh lý khác hẳn loại thuốc mà nó đã quen.

Nhưng đối với côn trùng hại cây, đã có trường hợp xảy ra ngược hẳn với tính chống chịu chéo. Các nhà khoa học đã phát hiện thấy bọ rầy xanh đuôi đen Nephotettix cinticeps Uhler và bọ rầy nâu Leodelphax striatellus Fallen khi đã quen với thuốc malathion thì trở nên rất mẫn cảm với DDT và lindan. Người ta gọi đó là tính chống chịu chéo âm của sâu hại.

Trên đây là những nét phát họa về bức tranh nói lên các mối quan hệ và tác động của các biện pháp bảo vệ thực vật lên các hệ sinh thái. Tuy chỉ là những nét phác họa, nhưng cũng có thể thấy được đây là bức tranh không đơn giản và không một chiều. Thiên nhiên vốn giàu đường nét, màu sắc, giàu các hoạt động và các phản ứng. Làm nông nghiệp sạch là đưa nông nghiệp lên bước phát triển mới. Vì vậy, không thể hiểu đơn giản để đưa ra những giải pháp đơn giản. Điều cần thiết là có những hiểu biết sâu sắc về thế giới tự nhiên, về các hoạt động sản xuất nông nghiệp để tạo ra những công nghệ, những biện pháp có đầy đủ cơ sở khoa học phù hợp và hợp lý, ít ra cũng hợp lý hơn những biện pháp đang được áp dụng hiện nay trong nông nghiệp. Tính hợp lý không cho phép từ bỏ những thành tựu mà nhân loại đã đạt được, mà chỉ có đứng trên những thành tựu đó, kết hợp với những gì đạt được mới nhất, để các hoạt động của chúng ta hợp lý hơn, khoa học hơn, hiệu quả hơn.

GS.TS Đường Hồng Dật

X
Hãy điền tên đăng nhập ở Hội bảo vệ thực vật của bạn.
Enter the password that accompanies your username.
Đang nạp