Xây dựng mô hình mô phỏng Liều – Đáp ứng giữa thuốc bảo vệ thực vật và sự lan truyền dịch bệnh trên cây hồ tiêu

Hiện nay, do nhu cầu sản lượng nông nghiệp ngày càng phát triển, nhu cầu sử dụng phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật cũng ngày càng tăng, có nghĩa là càng tăng mức độ nguy hiểm ảnh hưởng đến sức khỏe con người và chất lượng môi trường xung quanh và đã trở thành một áp lực lên cuộc sống và môi trường sống của chúng ta.

     Sự phát triển nông nghiệp cần thiết phải gắn liền với việc sử dụng phân bón hóa học và các hợp chất thuốc bảo vệ thực vật để đảm bảo nhu cầu lượng thực, thực phẩm, năng suất cây trồng tăng cao. Hiện nay, do nhu cầu sản lượng nông nghiệp ngày càng phát triển, nhu cầu sử dụng phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật cũng ngày càng tăng, có nghĩa là càng tăng mức độ nguy hiểm ảnh hưởng đến sức khỏe con người và chất lượng môi trường xung quanh và đã trở thành một áp lực lên cuộc sống và môi trường sống của chúng ta.

     Mức độ ảnh hưởng của việc sử dụng một cách không kiểm soát thuốc BVTV mặc dùng đã và đang được tiếp tục nghiên cứu, tuy nhiên vẫn còn thiếu công cụ hỗ trợ trong việc định lượng và dự báo một cách chính xác liều lượng sử dụng hợp lí của thuốc BVTV, cũng như dự báo dư lượng còn tồn tại trong môi trường nếu lượng sử dụng quá lớn.

     Quản lý nông nghiệp bền vững đứng về mặt khoa học là vấn đề giải bài toán tối ưu hóa: làm sao có thể đảm bảo năng suất sản xuất và đạt lợi ích kinh tế cao trong khi vẫn duy trì mức chi phí tối thiểu, bao gồm cả chi phí sản xuất và chi phí môi trường. Một nền nông nghiệp bền vững cần nên hài hòa giữa sản xuất nông nghiệp với sức khỏe môi trường và hệ sinh thái.

     Trên cơ sở giả định rằng có những lựa chọn quản lý nông nghiệp đầy hứa hẹn có thể cân bằng nhu cầu con người (kinh tế) với môi trường và sinh thái. Ý tưởng nghiên cứu là xây dựng một công cụ hỗ trợ quản lí hệ sinh thái nông nghiệp, bước đầu là phát triển một mô hình toán có thể mô phỏng và dự báo sản lượng loại cây trồng và quần thể sâu bệnh, mô hình này sẽ được nhúng vào trong một hệ thống kiểm soát để có được các chương trình quản lý tối ưu liên quan đến đầu vào của phân bón và thuốc trừ sâu. Mô hình này cũng sẽ định lượng được lượng tồn dư của thuốc BVTV trong môi trường đất. Nghiên cứu hướng tới phát triển các mô hình cảnh quan tổng hợp để dự đoán các tác động của các kịch bản khác nhau về các thay đổi tiềm năng đối với cây trồng tùy thuộc vào các hình thức canh tác nông nghiệp và các mức độ sử dụng thuốc BVTV khác nhau trên từng đơn vị cảnh quan. Mô hình này sau đó có thể sẽ được phát triển thành một hệ hỗ trợ quyết định và kiểm soát để tối ưu hóa việc sử dụng hóa chất trong nông nghiệp.

     Với ý tưởng khoa học như trên, đề tài nghiên cứu khoa học “Xây dựng mô hình mô phỏng “Liều – Đáp ứng” giữa thuốc BVTV và sự lan truyền dịch bệnh trên cây hồ tiêu phục vụ cho việc phát triển các giải pháp sản xuất và canh tác sạch hơn trong sản xuất nông nghiệp” đã được nhóm nghiên cứu của Viện Môi trường và Tài nguyên thực hiện trong giai đoạn 2019 đến 2021.

     Trong quá trình triển khai đề tài, Nhóm nghiên cứu đã thực hiện điều tra về các loại thuốc điều trị bệnh chết nhanh trên cây tiêu, đây là loại bệnh gây thiệt hại nặng nề nhất trong hoạt động canh tác hồ tiêu. Việc định lượng “Liều – Đáp ứng” giữa các liều lượng thuốc BVTV và diễn biến tình trạng của bệnh được theo dõi thông qua các thí nghiệm thực nghiệm trong phòng thí nghiệm và ngoài thực địa. Tất cả những quá trình này đều được mô tả bằng các phương trình toán học với các kết quả thí nghiệm làm dữ liệu đầu vào. Sự ứng dụng những phương trình toán này giúp mô phỏng lại toàn bộ quá trình thí nghiệm thông qua việc xác định được các giá trị tham số của mô hình, tiếp theo đó các kịch bản áp dụng các liều lượng thuốc BVTV được phác thảo và được mô phỏng bởi mô hình. Kết quả nghiên cứu giúp hỗ trợ đề xuất các giải pháp kỹ thuật có chi phí đầu tư thấp nhằm giữ vững diện tích và năng suất cây nông nghiệp, giải quyết các xung đột giữa môi trường, cảnh quan, nguồn lao động trực tiếp. Xây dựng các mô hình nông nghiệp bền vững “đầu vào thấp”, giảm thiểu tác động của các yếu tố gây ô nhiễm môi trường từ phun thuốc trừ sâu, dùng phân bón hóa học, hiệu ứng nhà kính. Mô hình nông nghiệp dựa vào các mô hình toán giúp tiên lượng, dự báo các yếu tố hạn chế năng suất và chất lượng sản phẩm nông nghiệp từ đó giúp nhà quản lý đưa ra các giải pháp kỹ thuật sinh học khắc phục khuyết điểm nhằm tạo ra sản phẩm sạch, an toàn tạo nên mô hình mẫu nông nghiệp kinh tế sinh học (bioeconomy in agriculture) ở Việt Nam.

Vườn ươm thực nghiệm

Vườn ươm thực nghiệm

Khảo sát thực tế

Khảo sát thực tế

So sánh tỷ lệ tử vong giữa thuốc diệt nấm cho đất đỏ và nhiễm bệnh từ đất 

Bản đồ phân vùng hàm lượng chất dinh dưỡng thích nghi cho canh tác hồ tiêu huyện Trảng Bom 

Đề tài đã được nghiệm thu ngày 16/08/2022. Kết quả nghiệm thu đạt loại Khá với số lượng và chất lượng sản phẩm đề tài đều đáp ứng so với đề cương đăng ký.  Thông tin hoạt động KHCN về hội đồng nghiệm thu đề tài này xem tại đây.