Quản lý dịch hại là gì? Các nghiên cứu khoa học liên quan

Định nghĩa và phạm vi của quản lý dịch hại

Quản lý dịch hại (pest management) là hệ thống các biện pháp khoa học nhằm duy trì mật số sinh vật gây hại ở mức không gây tổn thất kinh tế, sức khỏe hoặc môi trường, thay vì mục tiêu diệt trừ tuyệt đối. Trọng tâm là tối ưu hóa quyết định dựa trên bằng chứng, ưu tiên phòng ngừa và tích hợp nhiều công cụ can thiệp tương hỗ. Khung tiếp cận phổ biến là Quản lý dịch hại tổng hợp (Integrated Pest Management, IPM), do FAO và nhiều cơ quan quốc gia/địa phương khuyến nghị triển khai ở quy mô trang trại và cảnh quan.

Phạm vi hoạt động bao trùm toàn bộ chuỗi giá trị nông nghiệp và lâm nghiệp, các hệ thống đô thị và công nghiệp, cũng như bảo tồn đa dạng sinh học trong khu bảo tồn và vùng đệm. Quản lý dịch hại áp dụng từ khâu lựa chọn giống, thiết kế hệ thống canh tác, giám sát quần thể dịch hại, đến ứng dụng các biện pháp sinh học, cơ học, hóa học có kiểm soát và đánh giá rủi ro. Trên thực tế, IPM được xem là tiêu chuẩn quản trị rủi ro nhằm giảm phụ thuộc hóa chất, giảm phát thải và nâng cao an ninh lương thực.

Yêu cầu cốt lõi của quản lý dịch hại là dựa vào dữ liệu tại hiện trường, ngưỡng can thiệp kinh tế và tiêu chí an toàn. Các chương trình IPM chuẩn thường bao gồm: khảo sát định kỳ, định danh chính xác tác nhân gây hại, đánh giá mức độ thiệt hại tiềm ẩn, lựa chọn gói biện pháp phù hợp và theo dõi hiệu lực sau can thiệp. Nhiều hướng dẫn thực hành được cung cấp bởi IPM Institute of North America và hệ thống khuyến nông đại học, giúp chuẩn hóa quy trình và đào tạo nhân lực.

Các loại dịch hại và tác động

Dịch hại bao gồm nhóm côn trùng và nhện hại, bệnh hại do nấm/vi khuẩn/virus/nematode, cỏ dại cạnh tranh dinh dưỡng/ánh sáng/nước, động vật gặm nhấm và chim gây tổn thất sau thu hoạch, cùng các loài ngoại lai xâm hại. Mức độ nguy hại phụ thuộc sinh học quần thể, điều kiện thời tiết, hệ thống canh tác và mức độ quản lý. Thiệt hại thể hiện ở giảm năng suất và chất lượng, tăng chi phí phòng trừ, rủi ro kháng thuốc, và tác động dây chuyền tới hệ sinh thái đất và thiên địch.

Hậu quả kinh tế thể hiện bằng tổn thất sản lượng, chi phí kiểm soát và chi phí ngoại biên do suy giảm dịch vụ hệ sinh thái. Hậu quả xã hội–môi trường bao gồm rủi ro dư lượng, suy giảm đa dạng sinh học, và biến đổi cấu trúc quần xã. Đối với nông sản xuất khẩu, dịch hại kiểm dịch và dư lượng thuốc là rào cản thị trường, đòi hỏi quản lý nghiêm ngặt và truy xuất nguồn gốc theo tiêu chuẩn quốc tế do FAO/WHO Codex và các cơ quan tiêu chuẩn hóa ban hành.

Nhóm dịch hại	Ví dụ điển hình	Cơ chế gây hại	Hệ quả chính
Côn trùng/nhện	Rầy nâu, sâu keo mùa thu, nhện đỏ	Chích hút, ăn lá/quả, truyền virus	Giảm quang hợp, suy cây, lây bệnh
Bệnh hại	Đạo ôn, héo rũ vi khuẩn, virus khảm	Nhiễm nấm/vi khuẩn/virus trong mô	Thối, bạc lá, rụng hoa/quả
Cỏ dại	Echinochloa spp., Cyperus spp.	Cạnh tranh dinh dưỡng, ánh sáng, nước	Giảm năng suất, tăng chi phí làm cỏ
Gặm nhấm/chim	Chuột đồng, chim sẻ	Ăn mầm, ăn hạt, phá kho	Mất mát sau thu hoạch, nhiễm bẩn

• Định danh chính xác loài là tiền đề cho mọi quyết định quản lý.
• Đánh giá giai đoạn sinh trưởng của cây và dịch hại giúp ước lượng thiệt hại tiềm tàng.
• Ghi nhận điều kiện thời tiết và lịch sử canh tác để dự báo đợt bùng phát.

Nguyên tắc cơ bản của Quản lý dịch hại tích hợp (IPM)

IPM dựa trên bốn trụ cột: phòng ngừa, giám sát, ngưỡng can thiệp và kết hợp biện pháp. Phòng ngừa ưu tiên vệ sinh đồng ruộng, giống chống chịu, đa dạng hóa cây trồng, cân bằng dinh dưỡng, quản lý nước và cảnh quan thân thiện thiên địch. Giám sát định kỳ (scouting) sử dụng bẫy pheromone, bẫy dính, đếm mật số trên đơn vị diện tích, và ghi nhận triệu chứng bệnh bằng giao thức chuẩn.

Ngưỡng can thiệp (economic threshold) là mức mật số hoặc mức độ bệnh mà tại đó chi phí kiểm soát dự kiến thấp hơn tổn thất dự kiến nếu không can thiệp. Khái niệm Ngưỡng thiệt hại kinh tế (EIL) thường được mô tả bằng biểu thức: $EIL=\frac{C}{V \cdot D \cdot K}$ trong đó $C$ là chi phí kiểm soát trên đơn vị diện tích, $V$ là giá trị sản phẩm, $D$ là mức thiệt hại gây ra trên mỗi cá thể dịch hại, và $K$ là hiệu quả kiểm soát. Việc thiết lập ngưỡng và lịch quyết định nên tham chiếu khuyến cáo kỹ thuật của FAO về giám sát và ra quyết định và các chương trình IPM địa phương.

1. Ưu tiên biện pháp phòng ngừa và sinh học trước khi sử dụng hóa chất.
2. Chọn công cụ có đích tác động hẹp, giảm rủi ro cho thiên địch và môi trường.
3. Xoay vòng cơ chế tác động để làm chậm xuất hiện kháng thuốc.

Phương pháp sinh học và bảo vệ sinh thái

Kiểm soát sinh học khai thác thiên địch tự nhiên như ong ký sinh, bọ rùa, nấm/vi khuẩn có ích (ví dụ Bacillus thuringiensis, Beauveria bassiana), tuyến trùng ký sinh, cùng các chất bán hóa sinh (semio-chemical) như pheromone để gây nhiễu giao phối hoặc bẫy khối lượng. Biện pháp này thường có tính chọn lọc cao, ít để lại dư lượng và có thể duy trì hiệu lực dài hạn nếu môi trường sống của thiên địch được bảo vệ. Nhiều tổng quan học thuật đã đánh giá hiệu quả và chiến lược triển khai kiểm soát sinh học trong IPM, xem thêm tại Annual Review of Entomology.

Bảo tồn sinh thái tập trung vào thiết kế môi trường canh tác để nâng đỡ mạng lưới thiên địch và dịch vụ hệ sinh thái: bờ hoa và dải đệm cung cấp phấn/nectar, đa dạng hóa luân canh/xen canh, giảm xáo trộn đất, và hạn chế thuốc phổ rộng trong giai đoạn nhạy cảm. Tích hợp sinh cảnh bán tự nhiên vào cảnh quan nông nghiệp giúp ổn định quần thể thiên địch và giảm nguy cơ bùng phát dịch hại. Các giao thức triển khai thực địa có thể tham khảo từ tài liệu hướng dẫn IPM của IPM Institute và các chương trình khuyến nông đại học.

• Thả thiên địch thương mại: chọn loài phù hợp, thời điểm thả, mật độ và điều kiện vi khí hậu.
• Sử dụng tác nhân vi sinh: pha chế, điều kiện phun, giới hạn nhiệt–ẩm, tránh tia UV trực tiếp.
• Quản lý môi trường: trồng cây bản địa cung cấp hoa quanh năm, duy trì dải đệm, giảm thuốc phổ rộng.

Biện pháp sinh học	Mục tiêu	Điểm mạnh	Lưu ý an toàn
Ong ký sinh Trichogramma	Trứng sâu ăn lá	Chọn lọc, ít dư lượng	Đồng bộ với cao điểm đẻ trứng
Bt (Bacillus thuringiensis)	Ấu trùng lepidoptera	Ít ảnh hưởng thiên địch	Hiệu lực phụ thuộc tuổi sâu, tia UV
Pheromone gây nhiễu giao phối	Sâu đục quả/đục thân	Giảm phun hóa chất	Mật độ bẫy/diện tích, đồng bộ vùng

Phương pháp cơ học và canh tác

Phương pháp cơ học và canh tác đóng vai trò quan trọng trong IPM vì tính chủ động, ít phụ thuộc vào hóa chất và thường không gây ảnh hưởng tiêu cực tới thiên địch. Các biện pháp cơ học bao gồm loại bỏ thủ công, sử dụng bẫy, rào chắn vật lý, lưới che, tấm phủ mặt đất để ngăn hoặc giảm tiếp xúc giữa dịch hại và cây trồng. Biện pháp canh tác tập trung vào việc điều chỉnh môi trường canh tác nhằm bất lợi cho dịch hại nhưng thuận lợi cho cây trồng, chẳng hạn như luân canh, xen canh, thời vụ gieo trồng hợp lý và quản lý tàn dư cây trồng.

Rào chắn và lưới che thường áp dụng cho cây giá trị cao hoặc trong điều kiện nhà lưới, giúp ngăn côn trùng trưởng thành đẻ trứng và giảm thiểu bệnh lây truyền qua côn trùng môi giới. Luân canh cây trồng có tác dụng phá vỡ vòng đời dịch hại, đặc biệt là các loài có tính chuyên hóa cao. Xen canh cây trồng với loài xua đuổi hoặc thu hút thiên địch cũng được chứng minh là có thể giảm mật số dịch hại trên cây chính.

• Bẫy pheromone, bẫy đèn: phát hiện sớm hoặc diệt trừ từng phần quần thể dịch hại.
• Tấm phủ nilon/màu: thay đổi vi khí hậu đất, hạn chế nảy mầm cỏ dại và sự xâm nhập của côn trùng.
• Vệ sinh đồng ruộng: loại bỏ tàn dư và nguồn lây nhiễm sau thu hoạch.

Biện pháp	Mục tiêu	Ưu điểm	Hạn chế
Luân canh cây trồng	Sâu, bệnh chuyên hóa	Giảm áp lực dịch hại	Yêu cầu kế hoạch mùa vụ
Bẫy pheromone	Giám sát, bẫy bắt	Chọn lọc, ít ảnh hưởng môi trường	Hiệu quả tùy vào mật số
Che phủ mặt đất	Cỏ dại, côn trùng	Đa công dụng (ẩm, nhiệt)	Chi phí vật liệu

Phương pháp hóa học có kiểm soát

Thuốc bảo vệ thực vật vẫn giữ vai trò trong quản lý dịch hại khi được sử dụng hợp lý và phối hợp với các biện pháp khác. Nguyên tắc là chọn sản phẩm có phổ tác động hẹp, liều lượng và thời điểm phun tối ưu để đạt hiệu quả mà hạn chế rủi ro cho thiên địch, con người và môi trường. Quy định sử dụng cần tuân thủ nhãn thuốc, khuyến cáo kỹ thuật, thời gian cách ly và quy trình an toàn.

Xoay vòng nhóm hoạt chất (rotation) là chiến lược quan trọng để hạn chế kháng thuốc. Điều này yêu cầu nhận diện cơ chế tác động (Mode of Action - MoA) theo phân loại quốc tế, ví dụ của Insecticide Resistance Action Committee (IRAC) hoặc Herbicide Resistance Action Committee (HRAC). Việc luân phiên hoặc phối hợp các hoạt chất với MoA khác nhau giúp giảm áp lực chọn lọc.

• Sử dụng thuốc vào giai đoạn dịch hại nhạy cảm nhất.
• Hạn chế phun định kỳ nếu không có căn cứ giám sát.
• Kết hợp với biện pháp sinh học để giảm liều lượng.

Giám sát và ngưỡng can thiệp

Hệ thống giám sát chính xác là nền tảng cho mọi quyết định quản lý dịch hại. Các công cụ bao gồm kiểm tra trực tiếp trên ruộng, sử dụng bẫy dính, bẫy pheromone, bẫy ánh sáng, cùng với ghi nhận dữ liệu về mật số, giai đoạn sinh trưởng và triệu chứng bệnh. Dữ liệu giám sát được phân tích để so sánh với ngưỡng kinh tế, từ đó quyết định thời điểm và phương pháp can thiệp.

Ngưỡng kinh tế (ET) và ngưỡng thiệt hại kinh tế (EIL) cần được thiết lập dựa trên nghiên cứu tại địa phương. Các yếu tố ảnh hưởng bao gồm giá trị sản phẩm, chi phí kiểm soát, tốc độ sinh sản của dịch hại, và khả năng phục hồi của cây trồng. Các mô hình dự báo và phần mềm quản lý dữ liệu đang giúp tự động hóa và nâng cao độ chính xác của quyết định.

Phương pháp giám sát	Ưu điểm	Hạn chế
Kiểm tra thủ công	Chi phí thấp, dữ liệu trực tiếp	Tốn nhân lực, chủ quan
Bẫy pheromone	Chọn lọc, dự báo sớm	Hiệu quả phụ thuộc mật số
Cảm biến tự động	Dữ liệu liên tục, thời gian thực	Chi phí đầu tư cao

Áp dụng công nghệ trong quản lý dịch hại

Công nghệ số và cảm biến đang thay đổi cách thức quản lý dịch hại. Viễn thám và ảnh vệ tinh cho phép phát hiện sớm sự thay đổi sinh trưởng cây trồng do dịch hại hoặc stress môi trường. Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) và Hệ thống thông tin địa lý (GIS) giúp lập bản đồ phân bố dịch hại và theo dõi biến động quần thể.

Các ứng dụng di động và phần mềm phân tích dữ liệu hỗ trợ nông dân ghi nhận hiện trường, nhận dạng dịch hại qua hình ảnh và nhận khuyến cáo can thiệp theo thời gian thực. Drone và robot nông nghiệp có thể giám sát, phun thuốc chính xác hoặc phân phối tác nhân sinh học. Nghiên cứu đăng trên Computers and Electronics in Agriculture đã chứng minh hiệu quả và giảm chi phí của các giải pháp này.

Đánh giá ảnh hưởng môi trường và sức khỏe con người

Mọi biện pháp quản lý dịch hại đều cần được đánh giá rủi ro môi trường và sức khỏe con người. Thuốc hóa học có thể để lại dư lượng trên nông sản, ảnh hưởng tới sức khỏe nếu vượt mức cho phép. WHO đặt ra giới hạn tối đa dư lượng (MRLs) và khuyến cáo về an toàn thực phẩm. Các tác động môi trường gồm ô nhiễm đất, nước, suy giảm đa dạng sinh học và ảnh hưởng đến các loài không mục tiêu.

Đánh giá tác động môi trường (EIA) và kế hoạch quản lý môi trường (EMP) là công cụ quan trọng để đảm bảo tính bền vững. Các biện pháp giảm thiểu bao gồm tạo vùng đệm, sử dụng thiết bị bảo hộ cá nhân (PPE), chọn thuốc phân hủy nhanh, và áp dụng kỹ thuật phun chính xác để giảm phát tán ngoài mục tiêu.

Chính sách, pháp luật và đào tạo

Hệ thống pháp luật quy định đăng ký, sử dụng và quản lý thuốc bảo vệ thực vật, cũng như các yêu cầu kiểm dịch thực vật và truy xuất nguồn gốc. FAO cung cấp bộ công cụ cho các quốc gia xây dựng chính sách và khung pháp lý phù hợp. Các tiêu chuẩn quốc tế như Codex, ISPM (International Standards for Phytosanitary Measures) của IPPC đóng vai trò định hướng thương mại và bảo vệ an toàn sinh học.

Đào tạo nông dân, cán bộ khuyến nông và doanh nghiệp về IPM, nhận diện dịch hại, sử dụng an toàn thuốc, và ghi nhận dữ liệu hiện trường là yêu cầu bắt buộc để đảm bảo hiệu quả và tuân thủ pháp luật. Mô hình “Trường học đồng ruộng” (Farmer Field School) đã được áp dụng thành công ở nhiều quốc gia, giúp tăng kiến thức và kỹ năng quản lý dịch hại bền vững.

Kết luận và hướng nghiên cứu tương lai

Quản lý dịch hại bền vững là chiến lược tổng hợp, linh hoạt, dựa trên khoa học và dữ liệu. Việc tích hợp các biện pháp sinh học, cơ học, canh tác và hóa học có kiểm soát cùng với công nghệ hiện đại sẽ giúp giảm thiểu rủi ro và tăng hiệu quả. Thách thức hiện tại gồm biến đổi khí hậu, sự xuất hiện của dịch hại mới, và kháng thuốc ngày càng gia tăng. Hướng nghiên cứu tương lai cần tập trung vào phát triển công nghệ nhận dạng tự động, tác nhân sinh học mới, giống cây kháng đa tác nhân, và hệ thống hỗ trợ quyết định dựa trên trí tuệ nhân tạo.

Tài liệu tham khảo

• FAO. Integrated Pest Management (IPM). Tổ chức Lương Nông Liên hợp quốc. https://www.fao.org/agriculture/crops/thematic-sitemap/theme/pests/ipm/en/
• IPM Institute of North America. Integrated Pest Management overview. https://www.ipminstitute.org/
• Annual Review of Entomology. Ecological approaches to pest management. https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev-ento-011613-162002
• FAO. Pest monitoring. https://www.fao.org/3/Y3370E/y3370e06.htm
• ScienceDirect. Modern technology in pest management. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S016816991930648X
• WHO. Pesticide residues in food. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/pesticide-residues-in-food
• FAO. Pesticide policy and regulatory toolkit. https://www.fao.org/pesticide-registration/toolkit/policy-regulatory/en/
• IRAC. Mode of Action classification scheme. https://irac-online.org/
• HRAC. Herbicide Mode of Action classification. https://hracglobal.com/