Giới thiệu chung
- Hiểu biết về kiểm soát sinh học
- Kiểm soát sinh học tăng cường: nó là gì và tại sao lại sử dụng nó?
- Định hướng tương lai
Nông nghiệp, bao gồm trồng trọt và chăn nuôi, là điều cần thiết để đáp ứng nhu cầu cơ bản của con người về lương thực. Tuy nhiên, khi dân số toàn cầu tăng lên, nhu cầu về thực phẩm cũng tăng theo.1, tạo thêm áp lực cho ngành nông nghiệp để đạt được năng suất cây trồng và thịt cao hơn.
Kết quả là, nhu cầu bổ sung về môi trường đã làm giảm sự đa dạng của cây trồng và góp phần làm mất đa dạng sinh học.2. Nông nghiệp hiện đại phụ thuộc nhiều vào đầu vào tổng hợp như thuốc trừ sâu hóa học, có thể gây hại cho sức khỏe con người và môi trường cũng như hủy hoại đất đai, khiến nông nghiệp không bền vững3.
Do đó, nhu cầu cấp thiết đối với các biện pháp canh tác bền vững hơn là rất cần thiết. Kiểm soát sinh học, một phương pháp quản lý dịch hại tự nhiên, cung cấp giải pháp thay thế bền vững cho thuốc trừ sâu hóa học với tác động giảm thiểu đến môi trường4. Ở đây, chúng tôi xem xét biện pháp kiểm soát sinh học tăng cường và khám phá tiềm năng, thách thức cũng như chiến lược của biện pháp này nhằm tăng cường sự tiếp thu của nông dân trên toàn cầu.
Hiểu biết về kiểm soát sinh học
Kiểm soát sinh học, còn được gọi là bảo vệ sinh học hoặc kiểm soát sinh học, liên quan đến việc khai thác các hợp chất có nguồn gốc tự nhiên, các hợp chất giống hệt tự nhiên hoặc sinh vật sống để kiểm soát cỏ dại, sâu bệnh và bệnh tật bằng cách giảm số lượng của chúng xuống mức có thể quản lý được. Kiểm soát sinh học không phải là mới; nó đã được sử dụng thành công trong hơn 100 năm và có trước cả việc kiểm soát hóa học bằng thuốc trừ sâu4.
Sâu bệnh và cỏ dại không được kiểm soát có thể tàn phá cây trồng, vật nuôi và hệ sinh thái, ảnh hưởng đến nền kinh tế và sức khỏe con người. Kiểm soát sinh học cung cấp một giải pháp thay thế bền vững và tiết kiệm chi phí cho các phương pháp hóa học hoặc thủ công, vốn có những hạn chế đáng kể. Hóa chất tuy hiệu quả nhưng lại gây hại cho môi trường và sức khỏe con người. Các phương pháp thủ công hoặc cơ học thường tốn nhiều công sức và tốn kém.
Ba loại kiểm soát sinh học là gì?
Có ba loại kiểm soát sinh học riêng biệt:
- Kiểm soát sinh học tăng cường là một chiến lược kiểm soát dịch hại bao gồm việc tăng số lượng thiên địch và mầm bệnh bằng cách thải nhiều hơn vào môi trường.
- Kiểm soát sinh học cổ điển, còn được gọi là biện pháp kiểm soát sinh học nhập khẩu, liên quan đến việc sử dụng sinh vật không phải bản địa, chẳng hạn như động vật ăn thịt, và đưa sinh vật đó vào khu vực bị ảnh hưởng, nơi nó có thể làm giảm mật độ sâu bệnh xuống mức có thể quản lý được.
- Bảo tồn bảo vệ sinh học khai thác các chiến lược để bảo tồn quần thể thiên địch đã có trong môi trường bị ảnh hưởng.
Ở đây, chúng tôi chỉ tập trung vào kiểm soát sinh học tăng cường. Sẽ có thêm hai blog cụ thể về kiểm soát sinh học cổ điển và bảo tồn. Trong lúc chờ đợi, hãy đọc blog của chúng tôi 'Các loại kiểm soát sinh học' để biết thêm chi tiết.
Kiểm soát sinh học tăng cường: nó là gì và tại sao lại sử dụng nó?
Tăng cường kiểm soát sinh học liên quan đến việc tăng số lượng thiên địch hoặc mầm bệnh hiện diện. Điều này đạt được bằng cách giải phóng thiên địch (các tác nhân kiểm soát sinh học thực vật hoặc động vật không xương sống) hoặc tác nhân gây bệnh (tác nhân vi sinh vật) một cách có kiểm soát. Mặc dù các phương pháp kiểm soát sinh học, cụ thể là kiểm soát sinh học cổ điển, đã tồn tại từ lâu, nhưng kiểm soát tăng cường vẫn còn tương đối mới. Kể từ khi phát hiện ra nó, các nhà khoa học đã xác định được nhiều kẻ thù tự nhiên và mầm bệnh, đồng thời phát triển các chiến lược sản xuất, vận chuyển và giải phóng tối ưu.
Một số nghiên cứu đã làm sáng tỏ triển vọng của việc tăng cường kiểm soát. Một bài báo khám phá sự thành công của việc thả các loài ký sinh trứng được nuôi trong phòng thí nghiệm (Hadronotus pennsylvanicus) trong việc quản lý bọ bí (Anasa tristis) bằng cách giảm tỷ lệ nở5. Các báo cáo khác đã nhấn mạnh tầm quan trọng của các chiến lược kiểm soát tăng cường được thiết kế cẩn thận có tính đến tỷ lệ phát hành tối ưu và bối cảnh cảnh quan.6,7.
Kiểm soát sinh học tăng cường có thể được sử dụng trong các chiến lược khác nhau dựa trên tần suất và khối lượng giải phóng tác nhân:
- Kiểm soát tiêm chủng liên quan đến việc thải ra một lượng nhỏ thiên địch hoặc mầm bệnh trong suốt (các) mùa. Chiến lược phòng ngừa này thường được sử dụng khi dịch hại xuất hiện nhưng không phải là vấn đề nghiêm trọng.
- Kiểm soát ngập lụt là một cách tiếp cận phản ứng hoặc chữa trị đối với sự bùng phát dịch hại cần phải kiểm soát ngay lập tức. Nó liên quan đến việc giải phóng một số lượng lớn các tác nhân kiểm soát sinh học để đạt được hiệu quả nhanh chóng.
Ưu điểm của biện pháp kiểm soát sinh học tăng cường là gì?
Kiểm soát sinh học tăng cường có một số lợi thế hơn các phương pháp khác, chẳng hạn như kiểm soát hóa học bằng thuốc trừ sâu. Nó dựa trên các phương pháp hoặc hợp chất tự nhiên, làm cho nó không độc hại với con người và môi trường. Nó an toàn hơn nhiều và bền vững hơn với môi trường vì nó tránh được những tổn hại cấp tính và mãn tính đối với sức khỏe và môi trường do thuốc trừ sâu hóa học gây ra.
Các chiến lược kiểm soát sinh học được phát triển bằng cách chọn tác nhân kiểm soát sinh học nhắm mục tiêu vào sâu bệnh một cách tự nhiên; nghiên cứu đã chỉ ra rằng các chiến lược nhắm mục tiêu đạt được hiệu quả được cải thiện. Ngoài ra, tỷ lệ kháng thuốc thấp hơn nhiều so với các phương pháp hóa học và những nỗ lực nghiên cứu đang diễn ra đang tìm cách xác định các tác nhân kiểm soát mới và phát triển các chiến lược tối ưu hóa.
Về mặt chi phí, biện pháp kiểm soát tăng cường thường bền vững hơn về mặt kinh tế so với kiểm soát bằng hóa chất vì nó tránh được tác động có hại đến chất lượng đất, từ đó có thể cải thiện năng suất cây trồng về lâu dài. Các chiến lược tăng cường phòng ngừa nhằm tránh nguy cơ bùng phát sâu bệnh, khắc phục tình trạng mất thu nhập từ sản lượng bị sâu bệnh phá hủy.
Ngoài ra, các chiến lược kiểm soát sinh học tăng cường có thể được kết hợp vào IPM các chương trình có ý nghĩa quan trọng để đạt được việc quản lý dịch hại hiệu quả và thân thiện với môi trường. Chúng có thể dễ dàng kết hợp với các phương pháp khác như thực hành văn hóa và cơ khí. Cuối cùng, những chiến lược này khả thi cho người trồng hữu cơ, cho phép người trồng thâm nhập thị trường hữu cơ8.
Những thách thức liên quan đến kiểm soát sinh học tăng cường là gì?
Bất chấp tiềm năng và những câu chuyện thành công liên quan, kiểm soát sinh học tăng cường không phải là không có những hạn chế và các chiến lược vượt qua những thách thức này là rất quan trọng để thúc đẩy việc áp dụng chiến lược canh tác bền vững này.8.
Mặc dù việc tăng cường sinh học có lợi ích đáng kể về mặt chi phí lâu dài, nhưng các tác nhân kiểm soát sinh học không phải lúc nào cũng rẻ hơn so với các tác nhân hóa học. Hơn nữa, do tính chất sống của nhiều loài thiên địch nên chúng có thể cần được bảo quản trong những điều kiện cụ thể hoặc cơ sở vật chất chuyên dụng mà không phải tất cả người trồng đều có sẵn. Tuy nhiên, không phải tất cả các tác nhân kiểm soát sinh học đều yêu cầu điều này và nghiên cứu trong tương lai có thể sẽ phát triển các chiến lược để giải quyết vấn đề này.
Kiểm soát tăng cường đòi hỏi kiến thức, lập kế hoạch và sự kiên nhẫn:
- Người trồng và cố vấn phải xác định thành công dịch hại.
- Họ cần phát triển một chiến lược tăng cường, bao gồm việc lựa chọn tác nhân kiểm soát sinh học chính xác và quyết định liều lượng, thời gian và tần suất phóng thích.
Các cố vấn có thể giảm bớt gánh nặng nghiên cứu và lập kế hoạch, đồng thời hỗ trợ người trồng tối ưu hóa chiến lược. Bất chấp những ưu điểm của các phương pháp tiếp cận tăng cường, chúng vẫn đòi hỏi lao động, với việc áp dụng lại thường xuyên và quan sát quần thể dịch hại. Ngoài ra, bản chất mục tiêu của biện pháp kiểm soát sinh học có thể là một thách thức vì chiến lược này sẽ dành riêng cho một loại dịch hại cụ thể. Những nỗ lực nghiên cứu và phát triển đang diễn ra đang nỗ lực để khắc phục điều này.
Rào cản đáng kể đối với việc tiếp thu là nhu cầu được giáo dục nhiều hơn xung quanh những lợi ích của việc tăng cường sinh học và cách thực hiện nó thành công. Có thể hiểu được, người dùng thường có xu hướng bám vào những gì họ biết, thuốc trừ sâu hóa học, hơn là thử một cái gì đó mới. Ngoài việc sử dụng các cố vấn làm nguồn thông tin, các tài nguyên truy cập mở như Cổng thông tin bảo vệ sinh học CABI nhằm mục đích giáo dục người dùng về nông nghiệp bền vững.
Định hướng tương lai
Kiểm soát sinh học tăng cường là một giải pháp bền vững, đầy hứa hẹn cho nền nông nghiệp hiện đại, giải quyết nhu cầu cấp thiết về quản lý dịch hại thân thiện với môi trường. Ưu điểm của nó so với các phương pháp hóa học bao gồm an toàn, hiệu quả và tính bền vững về kinh tế và môi trường. Những nỗ lực nghiên cứu và phát triển trong tương lai cần giải quyết các thách thức như chi phí, yêu cầu lưu trữ và lỗ hổng kiến thức. Điều quan trọng là giáo dục về kiểm soát sinh học cũng rất quan trọng để nâng cao nhận thức về các lựa chọn thay thế thuốc trừ sâu và tăng cường sử dụng trên toàn cầu.
Để tìm hiểu thêm về các chiến lược kiểm soát sinh học tăng cường, hãy xem nhiều nguồn tài nguyên có giá trị có sẵn trong Tài nguyên Cổng thông tin bảo vệ sinh học CABI, hoặc nếu bạn đã sẵn sàng chọn sản phẩm, hãy truy cập Trang sản phẩm.
nguồn
1. Dân số U. Quốc gia. Liên Hiệp Quốc. Truy cập ngày 6 tháng 2023 năm XNUMX. https://www.un.org/en/global-issues/population
2. Gámez-Virués S, DJ Perović, Gossner MM, et al. Đơn giản hóa cảnh quan lọc các đặc điểm của loài và thúc đẩy quá trình đồng nhất sinh học. Xã Nat. 2015;6(1):8568. doi:10.1038/ncomms9568
3. Meehan TD, Werling BP, Landis DA, Gratton C. Đơn giản hóa cảnh quan nông nghiệp và sử dụng thuốc trừ sâu ở Trung Tây Hoa Kỳ. Proc Natl Acad Sci. 2011;108(28):11500-11505. doi:10.1073/pnas.1100751108
4. Bale JS, Van Lenteren JC, Bigler F. Kiểm soát sinh học và sản xuất lương thực bền vững. Philos Trans R Sóc B Biol Sci. 2008;363(1492):761-776. doi:10.1098/rstb.2007.2182
5. Boyle SM, Salom S, Schultz P, Lopez L, Weber DC, Kuhar TP. Tăng cường kiểm soát sinh học đối với bọ xít (Hemiptera: Coreidae) bằng cách sử dụng trứng ký sinh Hadronotus pennsylvanicus (Hymenoptera: Scelionidae). Prischmann-Voldseth D, biên tập. Môi trường Entomol. 2023;52(5):779-786. doi:10.1093/ee/nvad079
6. Đám đông DW. Tác động của tỷ lệ phát hành đến hiệu quả của các tác nhân kiểm soát sinh học tăng cường. Khoa học côn trùng J. 2007;7(15):1-11. doi:10.1673/031.007.1501
7. Perez-Alvarez R, Nault BA, Poveda K. Hiệu quả của biện pháp kiểm soát sinh học tăng cường phụ thuộc vào bối cảnh cảnh quan. Dân biểu Khoa học 2019;9(1):8664. doi:10.1038/s41598-019-45041-1
8. Bianchi FJJA, Ives AR, Schellhorn NA. Tương tác giữa canh tác thông thường và canh tác hữu cơ để cung cấp dịch vụ kiểm soát sinh học trên toàn cảnh. Ứng dụng Ecol 2013;23(7):1531-1543. doi:10.1890/12-1819.1
9. Van Lenteren JC. Tình trạng kiểm soát sinh học tăng cường thương mại: có nhiều kẻ thù tự nhiên nhưng lại thiếu khả năng hấp thụ. Kiểm soát sinh học. 2012;57(1):1-20. doi:10.1007/s10526-011-9395-1
