Tiến Sĩ Nghiên cứu sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc trong sản xuất rau họ hoa thập tự tại T

LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP

NĂM 2014

MỤC LỤC Nội dung Trang
MỞ ĐẦU .01
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 01
2. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI 03
2.1. Mục đích .03
2.2. Yêu cầu 03
3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 03
3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài 03
3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 04
4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU 04
4.1. Đối tượng nghiên cứu 04
4.2. Thời gian, địa điểm nghiên cứu 05
4.3. Điều kiện thí nghiệm .05
4.4. Phạm vi nghiên cứu .05
5. ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 05
Chương 1: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU .06
1.1. Cơ sở khoa học .06
1.2. Tổng quan tài liệu 07
1.2.1. Tình hình sản xuất rau họ hoa thập tự trên thế giới và Việt Nam 07
1.2.1.1. Tình hình sản xuất rau họ hoa thập tự trên thế giới 07
1.2.1.2. Tình hình sản xuất rau họ hoa thập tự ở Việt Nam .09
1.2.2. Thực trạng sản xuất và sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật trên thế giới và Việt Nam .09
1.2.2.1. Thực trạng sản xuất và sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật trên thế giới 09
1.2.2.2. Tình hình sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật ở Việt Nam 11
1.2.3. Những nghiên cứu trong và ngoài nước về sử dụng cây cỏ có tính độc làm thuốc trừ sâu 15
1.2.3.1. Những kết quả nghiên cứu trên thế giới về sử dụng cây cỏ có tính độc làm thuốc trừ sâu 15
1.2.3.2. Những kết quả nghiên cứu ở Việt Nam về sử dụng những cây cỏ có tính độc làm thuốc trừ sâu 27
1.2.4. Những nghiên cứu trong và ngoài nước về sâu hại rau họ hoa thập tự 32
1.2.4.1. Những kết quả nghiên cứu trên thế giới về sâu hại rau họ hoa thập tự 32
1.2.4.2. Những kết quả nghiên cứu ở Việt Nam về sâu hại rau họ hoa thập tự .40
1.2.4.3. Nhận xét chung từ những kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước về đặc điểm và biện pháp phòng trừ sâu hại rau họ hoa thập tự 47
1.2.5. Nhận xét và bài học kinh nghiệm từ tổng quan tài liệu trong và ngoài nước 49
Chương 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 50
2.1. Vật liệu nghiên cứu .50
2.2. Nội dung nghiên cứu .50
2.3. Phương pháp nghiên cứu .51
2.3.1. Tình hình sản xuất rau và tình hình sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trên rau tại thành phố Thái Nguyên 51
2.3.2. Điều tra kinh nghiệm cổ truyền sử dụng thực vật có độc trừ sâu hại cây trồng
522.3.3. Nghiên cứu cách pha chế dung dịch ngâm thực vật trong phòng trừ sâu hại rau họ hoa thập tự .53
2.3.4. Nghiên cứu sản xuất rau hoa thập tự có sử dụng những loài thực vật và chế phẩm thảo mộc 58
2.3.4.1. Điều tra xác định thành phần, mức độ phổ biến, phổ ký chủ và diễn biến sâu hại rau họ hoa thập tự .58
2.3.4.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc đến sinh trưởng của rau cải bắp 59
2.3.4.3. Nghiên cứu hiệu quả của một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc trong phòng trừ sâu hại rau họ hoa thập tự .61
2.3.5. Xây dựng mô hình ứng dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc trong sản xuất rau cải bắp 73
2.3.6. Phương pháp xử lý số liệu 74
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 75
3.1. Tình hình sản xuất rau và tình hình sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trên rau tại thành phố Thái Nguyên 75
3.1.1. Tình hình sản xuất rau tại thành phố Thái Nguyên .75
3.1.2. Tình hình sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trừ sâu trên rau tại thành phố Thái Nguyên .79
3.2. Nghiên cứu kinh nghiệm cổ truyền sử dụng thực vật có độc trừ sâu hại cây trồng .85
3.2.1. Kinh nghiệm của đồng bào dân tộc miền núi phía Bắc về thành phần, bộ phận sử dụng và môi trường sống của những loài thực vật có khả năng trừ dịch hại cây trồng 85
3.2.2. Kinh nghiệm của đồng bảo về cách nhận biết những loài thực vật có khả năng trừ dịch hại cây trồng 89
3.2.3. Kinh nghiệm của đồng bào dân tộc về việc khai thác và sử dụng những loài thực vật có khả năng trừ dịch hại cây trồng 89
3.3. Nghiên cứu cách pha chế dung dịch ngâm thực vật trong phòng trừ sâu hại rau họ hoa thập tự 92
3.3.1. Nghiên cứu xác định nồng độ của các dung dịch ngâm thực vật 92
3.3.2. Nghiên cứu xác định chất bổ sung vào dung dịch ngâm thực vật pha với nước theo tỷ lệ 1:10 95
3.4. Nghiên cứu sản xuất rau họ hoa thập tự có sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc 97
3.4.1. Thành phần, mức độ phổ biến, phổ ký chủ và diễn biến sâu hại rau họ hoa thập tự .
97
3.4.1.1. Thành phần, mức độ phổ biến và phổ ký chủ của sâu hại rau họ hoa thập tự
97
3.4.1.2. Diễn biến mật độ sâu hại rau cải bắp
99
3.4.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc đến sinh trưởng của rau cải bắp .
105
3.4.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc đến thời gian sinh trưởng của rau cải bắp .
105
3.4.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc đến khả năng ra lá và đường kính bắp cải 106
3.4.3. Nghiên cứu hiệu quả của việc sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc trong phòng trừ một số loài sâu hại chính trên rau họ hoa thập tự 107
3.4.3.1. Nghiên cứu hiệu quả phòng trừ sâu xanh bướm trắng 108
3.4.3.2. Nghiên cứu hiệu quả phòng trừ sâu tơ .113
3.4.3.3. Nghiên cứu hiệu quả phòng trừ sâu khoang 119
3.4.3.4. Nghiên cứu hiệu quả phòng trừ bọ nhảy 126
3.4.3.5. Nghiên cứu hiệu quả phòng trừ rệp . 130
3.4.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất rau bắp cải 135
3.4.4.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc đến tỷ lệ cuốn và tỷ lệ cây thu hoạch 136
3.4.4.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc đến khối lượng trung bình bắp . 137
3.4.4.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc đến năng suất .138
3.4.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc đến hàm lượng vitamin C và dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong rau bắp cải 140
3.4.6. Sơ bộ hạch toán kinh tế 141
3.5. Kết quả xây dựng mô hình ứng dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc trong sản xuất rau cải bắp an toàn .144
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 150
1. Kết luận .150
2. Đề nghị 151
TÀI LIỆU THAM KHẢO .152
PHỤ LỤC .188

MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Rau có vai trò quan trọng đối với sự tồn tại, cân bằng, duy trì và phát triển của con người. Ngày nay, khi các ngành khoa học hiện đại phát triển, con người càng khẳng định được, rau xanh là loại thực phẩm không thể thiếu được trong cuộc sống hàng ngày của con người, vì rau là nguồn cung cấp các vitamin và khoáng chất rất cần thiết cho sự duy trì, phát triển và bảo vệ cơ thể. Các loại vitamin (A, B, C, E, ) trong rau có tác dụng tăng cường hệ miễn dịch, chống ôxy hóa, giảm huyết áp, giảm cholesterol trong máu, phòng chống bệnh tim mạch và đột quỵ, hạn chế sự phát triển của một số tế bào ung thư; đồng thời, có tác dụng làm đẹp cơ thể và kéo dài tuổi xuân [132], [213]. Các muối khoáng (kali, canxi, magiê, ) trong rau có tính kiềm, những chất này cần thiết để trung hòa các sản phẩm axít do thức ăn hoặc do quá trình chuyển hóa tạo thành để chống thiếu máu, tăng thêm sức dẻo dai và khả năng chống đỡ với bệnh tật tiểu [2], [33], [73]. Ngoài ra, rau còn cung cấp cho con người một lượng lớn chất xơ, làm tăng nhu mô ruột và hệ tiêu hóa, ngăn ngừa táo bón, ngăn ngừa ung thư đường tiêu hóa, làm giảm ung thư trực tràng, giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch, làm giảm cholesterol trong máu và hỗ trợ bệnh đái tháo đường [158], [161], [169], [256]. Ngoài ra, rau là nguồn thức ăn cho chăn nuôi, là nguyên liệu quan trọng cho ngành công nghiệp chế biến; đồng thời là mặt hàng xuất khẩu có giá trị, góp phần tăng thu nhập cho nền kinh tế quốc dân. Tính hết tháng 10 năm 2012, kim ngạch xuất khẩu ngành rau quả đạt 650,95 triệu USD, tăng 29,72% so với cùng kỳ năm 2011 và tăng 4,57% so với cả năm 2011 (Phụ lục 01) [88]. Trước thực tế đó, để đáp ứng nhu cầu xuất khẩu, chế biến xuất khẩu và nội tiêu ngày càng tăng, Bộ NN&PTNT đã phê duyệt quyết định số 52/2007/QĐ-BNN ngày 06/6/2007 về định hướng quy hoạch phát triển rau quả và hoa cây cảnh đến năm 2010, tầm nhìn 2020 [8]. Trong đó, diện tích trồng rau năm 2010 phấn đấu đạt 700 ngàn ha (trong đó rau an toàn và rau công nghệ cao khoảng 100 ngàn ha), sản lượng 14 triệu tấn [8]. Chính sự gia tăng về diện tích, cùng với việc thâm canh tăng vụ, thay đổi cơ cấu cây trồng và quy hoạch vùng sản xuất rau chuyên canh làm cho tình hình sâu bệnh hại diễn biến phức tạp hơn, xuất hiện nhiều đối tượng sâu bệnh hại mới. Cho nên, số lượng và chủng loại thuốc BVTV sử dụng cũng tăng lên mạnh mẽ. Theo báo cáo của Cục BVTV, Bộ NN&PTNT cho biết: những năm của thập kỷ 1985, lượng thuốc BVTV dùng hàng năm ở nước ta dao động 6.500 – 9.000 tấn/năm; đến năm 2003, lượng thuốc BVTV nhập khẩu vào Việt Nam không quá 40 nghìn tấn/năm và đến năm 2008, lượng thuốc BVTV nhập khẩu vào Việt Nam hơn 100 nghìn tấn [51], [58]. Số lượng các hoạt chất BVTV sử dụng ở Việt Nam vượt xa so với các nước trong khu vực: năm 2009, Thái Lan và Malaisia có 400 – 600 loại; Trung Quốc có 630 hoạt chất BVTV [4]. Đây chính là nguy cơ gây ô nhiễm, phá hủy môi trường; là mối đe dọa đối với sức khỏe con người và đó cũng là nguyên nhân làm giảm sức cạnh tranh của nông sản, hàng hóa trên thị trường thế giới. Đồng thời, gia tăng hiện tượng nhờn thuốc, chống thuốc của sâu hại, tiêu diệt những loài có ích, gây mất cân bằng sinh thái.
Để góp phần khắc phục những bất cập trên, đồng thời khai thác, sử dụng và bảo vệ được sự đa dạng, phong phú nguồn tài nguyên sinh vật của Việt Nam, nhằm từng bước thiết lập một nền nông nghiệp sạch, an toàn, ổn định và bền vững, đáp ứng được nhu cầu xuất khẩu, chế biến và nội tiêu, người ta đang ngày càng chú ý tới các loại thuốc trừ sâu sinh học (thuốc có nguồn gốc từ nấm, vi khuẩn, virus hay thuốc thảo mộc, ). Thuốc thảo mộc (Botanical hoặc Plant pesticides) là loại thuốc có nguồn gốc tự nhiên có thể kiểm soát được dịch hại theo cơ chế không độc, thân thiện với môi trường sinh thái và dễ sử dụng [46]. Những loại thuốc thảo mộc này có hiệu quả diệt trừ sâu nhanh và mạnh ngang với thuốc hóa học; nhưng không để lại dư lượng thuốc trong sản phẩm, không gây ô nhiễm môi trường, không ảnh hưởng tới sức khỏe con người, không gây hiện tượng nhờn thuốc, kháng thuốc của dịch hại, vì chất độc trong thuốc thảo mộc là các hợp chất thiên nhiên nên sau khi sử dụng nó dễ bị phân hủy trong môi trường tự nhiên. Thuốc thảo mộc tác động đến côn trùng gây hại bằng cách gây ngán ăn, xua đuổi, ngăn sự lột xác, ngăn cản sự đẻ trứng, gây độc và giết chết côn trùng.
Ở Việt Nam, cho đến nay có một số công trình nghiên cứu về sử dụng thực vật và chế phẩm thảo mộc trong phòng trừ sâu hại rau họ hoa thập tự đạt hiệu quả cao: Theo Nguyễn Duy Trang (1995) [95], việc sử dụng hạt củ đậu ở 4 dạng chế phẩm khác nhau (DC1, DC2, B1 và B2) và cây thanh hao hoa vàng ở dạng chế phẩm ST3 trong phòng trừ sâu hại rau họ hoa thập tự làm cho mật độ sâu giảm 66,9 – 100,0%, cao hơn hiệu lực phòng trừ của thuốc hóa học Sherpar 25EC và Wofatox 50EC (đạt 58,5% sau phun 72 giờ). Theo Quách Thị Ngọ (2000) [64], hiệu quả trừ rệp của dung dịch ngâm hạt củ đậu, rễ cây Derris cao hơn so với hiệu quả của thuốc hóa học Sherpa 25 EC và thuốc Sumicidin 25EC từ 17,8 – 19,5%. Theo Bùi Lan Anh, Nguyễn Thế Hùng và Nguyễn Hữu Thọ (2011) [1],dung dịch ngâm hạt, lá xoan Neem và chế phẩm Vineeem 1500EC có hiệu quả phòng trừ cao đối với rệp hại rau họ hoa thập tự (đạt 61,3 – 88,3% sau phun 7 ngày). Theo Lê Thị Nga (2012) [62], dung dịch ngâm hỗn hợp lá Đu đủ và cỏ Siam có hiệu quả cao trong phòng trừ sâu xanh bướm trắng cao (đạt 73,56% sau phun 10 ngày).
Từ những thực tế trên, để góp phần bổ sung thành phần những loài thực vật có khả năng trừ dịch hại cây trồng nói chung và sâu hại rau họ hoa thập tự nói riêng, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc trong sản xuất rau họ hoa thập tự tại Thái Nguyên”.
2. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI
2.1. Mục đích
Điều tra đánh giá tình hình sản xuất rau và hiện trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trên rau tại Thái Nguyên trong những năm qua, trên cơ sở đó nghiên cứu sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc trong phòng trừ một số loài sâu hại chính trên rau họ hoa thập tự nhằm tạo ra sản phẩm có năng suất và hiệu quả kinh tế cao, đồng thời an toàn với người tiêu dùng.
2.2. Yêu cầu
- Điều tra xác định được tình hình sản xuất rau và hiện trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trên rau tại thành phố Thái Nguyên.
- Điều tra xác định được kinh nghiệm cổ truyền sử dụng thực vật có độc trừ sâu hại cây trồng.
- Nghiên cứu xác định được loài thực vật và chế phẩm thảo mộc sử dụng trong sản xuất rau họ hoa thập tự đạt năng suất và hiệu quả kinh tế cao đồng thời không có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật tồn dư trong sản phẩm.
- Xây dựng mô hình thử nghiệm ứng dụng một số loài thực vật và chế phẩm thảo mộc trong sản xuất rau cải bắp tại Lữ đoàn Công Binh 575, Quân khu 1.
3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
- Kết quả nghiên cứu của đề tài đã xác định được 38 loài cây, cỏ vùng trung du, miền núi phía Bắc Việt Nam có khả năng phòng trừ dịch hại cây trồng, góp phần làm sáng tỏ hơn về mối quan hệ đối kháng giữa những loài thực vật với một số dịch hại cây trồng;
- Cung cấp một số dẫn liệu khoa học mới về hiệu lực của một số loài thực vật (cà chua, ớt, cà độc dược, tỏi, ruốc cá, thàn mát, bồ hòn) và của chế phẩm thảo mộc (Neem oil, Rotenone) trong phòng trừ những loài sâu phổ biến hại rau họ hoa thập tự (sâu xanh bướm trắng, sâu khoang, sâu tơ, bọ nhảy, rệp muội). Từ đó, làm cơ sở cho việc nghiên cứu xác định các hoạt chất, cơ chế tác động của các hoạt chất đó lên dịch hại cây trồng và làm cơ sở cho nghiên cứu sản xuất chế phẩm thảo mộc trừ dịch hại cây trồng.
- Kết quả nghiên cứu đã hoàn thiện được quy trình sản xuất rau cải bắp vừa đạt được năng suất và hiệu quả kinh tế cao, vừa an toàn với người sử dụng. Kết quả này góp phần thay đổi thói quen của người nông dân trong việc sử dụng hóa chất BVTV có nguồn gốc hóa học để sản xuất nông nghiệp nói nói chung và rau cải bắp nói riêng; đồng thời góp phần giảm thiểu việc sử dụng và nhập khẩu hóa chất bảo vệ thực vật để phát triển nông nghiệp theo hướng an toàn bền vững.
- Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo phục vụ cho công tác giảng dạy và nghiên cứu trong các lĩnh vực: Trồng trọt, nông nghiệp hữu cơ, cây rau, bảo vệ thực vật, côn trùng, sinh thái nông nghiệp và lĩnh vực hóa học các hợp chất tự nhiên.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
- Đã hoàn thiện quy trình sản xuất rau cải bắp bằng việc sử dụng một số loài thực vật và chế phẩm trừ sâu thảo mộc. Từ đó, ứng dụng kết quả này trong sản xuất rau an toàn tại thành phố Thái Nguyên và vùng phụ cận, góp phần giảm thiểu việc sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật, cải tạo tạo sinh cảnh và môi trường sống; đồng thời nâng cao ý thức của mọi người người (đặc biệt là người nông dân) về nền nông nghiệp sinh thái bền vững.
4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
4.1. Đối tượng nghiên cứu:
- Một số loài thực vật và chế phẩm trừ sâu thảo mộc dùng trong thí nghiệm: Thân lá cà chua (Solanum lycopersicum Linnaeus), quả Ớt chỉ thiên (Capsicum frutescens Linn.), quả Cà độc dược (Datura metel Linnaeus), củ Tỏi (Allium sativum Linnaeus), rễ cây Ruốc cá (Derris elliptica Loureiro), hạt Thàn mát (Milletia ichthyochtona Drake), quả Bồ hòn (Sapindus Linnaeus), chế phẩm Neem oil và chế phẩm Rotenone;
- Rau họ hoa thập tự (cải bắp, cải xanh). Cải bắp giống KKcross.
4.2. Thời gian, địa điểm nghiên cứu
Đề tài được thực hiện từ năm 2009 – 2012 tại Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên và Tiểu đoàn Vượt Sông 4 - Lữ đoàn Công Binh 575, Quân khu 1, Thái Nguyên.
4.3. Điều kiện thí nghiệm
Theo kết quả phân tích tại phòng Thí nghiệm trung tâm Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, đất ở địa điểm nghiên cứu (Tiểu đoàn Vượt Sông 4 - Lữ đoàn Công Binh 575 - Quân khu 1, Thái Nguyên) đủ tiêu chuẩn để sản xuất rau an toàn.
Nước tưới: Sử dụng nước máy là nguồn nước tưới cho rau.
Phân bón: Phân chuồng hoai mục và các loại phân khoáng khác (đạm, lân, kali).
4.4. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài tập trung nghiên cứu về hiệu quả kỹ thuật, hiệu quả kinh tế của một số loài thực vật (cà chua, ớt chỉ thiên, cà độc dược, tỏi, ruốc cá, thàn mát, bồ hòn) và chế phẩm thảo mộc (Neem oil, Rotenone) đến năng suất, chất lượng sản phẩm, góp phần thay thế một phần thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc hóa học để tổ chức sản xuất rau an toàn tại Thái Nguyên và các vùng phụ cận.
5. ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
- Luận án đã xác định được kinh nghiệm cổ truyền của dân tộc một số vùng Trung du miền núi phía Bắc trong việc sử dụng thực vật để phòng trừ dịch hại cây trồng, làm cơ sở cho việc nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm thảo mộc để phòng trừ dịch hại cây trồng.
- Lần đầu tiên sản xuất rau họ hoa thập tự bằng việc sử dụng dung dịch ngâm thực vật và chế phẩm thảo mộc tại Thái Nguyên vừa đạt được năng suất cao, vừa không có dư lượng hóa chất BVTV tồn dư trong sản phẩm. Kết quả này đã được chuyển giao cho Lữ đoàn Công binh 575, Quân khu 1 để sản xuất rau an toàn phục vụ các cán bộ, chiến sĩ thuộc các đơn vị quân đội đóng quân trên địa bàn thành phố Thái Nguyên.
- Luận án đã góp phần làm thay đổi nhận thức của người sản xuất rau và của cán bộ chiến sĩ ngành Hậu cần - Lữ đoàn Công binh 575 - Quân Khu 1 – Thái Nguyên.