Cỏ dại là kẻ ăn trộm. Chúng lấy đi dinh dưỡng, ánh sáng mặt trời và nước từ cây trồng. Trong trường hợp cây mía, năng suất mía phụ thuộc vào lượng sinh khối và nồng độ sucrose của cây mía, mà cuối cùng quyết định lượng đường được tạo ra. Hai thủ phạm là cỏ itchgrass và cỏ divine nightshade, làm giảm sinh khối mía và năng suất đường sucrose.

Cỏ Itchgrass nảy mầm trên cánh đồng mía. Ảnh: Doug Spaunhorst.

Hai loại cỏ dại này đang là trở ngại gia tăng ở Louisiana, nơi trồng gần một nửa lượng mía của Hoa Kỳ. Khả năng cạnh tranh của cỏ Itchgrass có thể làm giảm năng suất đường từ 7-17% và cỏ này càng cạnh tranh với mía, năng suất đường càng giảm. Mặc dù cỏ divine nightshade là đối tượng khá mới ở Louisiana, nhưng nó có thể làm giảm sản lượng đường lên tới 43%. Do đó, các nhà nghiên cứu đang xem xét sử dụng nhiệt độ để kiểm soát hạt cỏ itchgrass và cỏ divine nightshade trước khi nó nảy mầm trên các cánh đồng mía.

Đốt ruộng mía là phổ biến sau khi thu hoạch để làm giảm tàn dư thực vật trên các cánh đồng. Điều này giúp thúc đẩy sự tăng trưởng của cây cho vụ kế tiếp, vì tàn dư thực vật đã được tìm thấy làm giảm sinh khối mía. Nghiên cứu về dùng lửa diệt cỏ và các dạng nhiệt khác để kiểm soát cỏ dại rất được quan tâm ở Hoa Kỳ, phần lớn là do cỏ dại kháng thuốc trừ cỏ. Vì vậy, Douglas Spaunhorst và nhóm nghiên cứu của ông đã xem xét cách tìm ra nhiệt độ phù hợp để kiểm soát hạt cỏ trong quá trình đốt tàn dư thực vật của mía.
 

Spaunhorst, người làm việc tại Bộ phận nghiên cứu mía đường USDA-ARS ở Houma, Louisianai, cho hay “Các chiến lược quản lý cỏ dại tổng hợp đã trở nên phổ biến hơn trong nền nông nghiệp Hoa Kỳ. Các kiểu làm cỏ bằng cơ giới hóa, như biện pháp canh tác, đốt tàn dư thực vật và máy nghiền hạt cỏ, cho thấy nhiều hứa hẹn”.

Spaunhorst cho biết “Đánh giá về các chiến lược không dùng thuốc hóa học để kiểm soát cỏ itchgrass và cỏ divine nightshade còn nhiều hạn chế”. Biện pháp kiểm soát cỏ dại thay thế biện pháp hóa học có thể giúp làm chậm sự tiến hóa kháng thuốc của cỏ. “Trong lịch sử canh tác mía, cỏ divine nightshade hoặc cỏ itchgrass không kháng thuốc trừ cỏ đã được ghi nhận”. “Tuy nhiên, một vài trường hợp đã được tìm thấy cỏ itchgrass kháng thuốc trừ cỏ đã xuất hiện trên các cánh đồng đậu nành”.

Cây mía thuộc nhóm cây C4. Chúng rất hiệu quả trong việc hấp thu năng lượng mặt trời và phát triển tốt trong điều kiện nóng, như sức nóng của vùng Louisiana. Mía là một trong những nguồn cung cấp đường phổ biến cho chúng ta. Ảnh: Doug Spaunhorst.

Một trong những biện pháp tốt kiểm soát cỏ dại là bằng cách đốt. Đốt có thể tiêu diệt cỏ thực sự và nó cũng diệt hạt cỏ dại được giữ lại trên bề mặt đất. Spaunhorst nói, “Một khi các hạt cỏ bị chôn vùi dưới bề mặt đất, việc tiêu diệt hạt bằng nhiệt rất khó khăn”. Vì vậy, độ nóng, thời gian tiếp xúc với nhiệt và các biến đổi khác cần được xác định cho từng loại cỏ dại”.
 

Trong năm 2017 và 2018, các nhà nghiên cứu từ nhóm Spaunhorstor đã nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt đối với hạt cỏ trong phòng thí nghiệm. Sau khi thu thập hạt cỏ, họ áp dụng các mức nhiệt độ 100, 150 và 200⁰C cho các nhóm cỏ khác nhau. Thời gian tiếp xúc nhiệt cũng thay đổi.
 

Khi hạt giống đã được xử lý nhiệt, chúng được trồng để xem liệu chúng có phát triển được trong nhà kính hay không. Đây là nơi hạt cỏ của hai loài cỏ dại khác nhau về cách chúng phản ứng với nhiệt như thế nào. Điều này dễ hiểu, bởi vì mỗi loài cỏ xuất xứ từ họ thực vật khác nhau.

Cỏ Divine nightshade lấy đi dinh dưỡng và ánh sáng mặt trời từ cây trồng  và có thể làm giảm năng suất đường lên tới 43%. Các nhà nghiên cứu đang tìm cách kiểm soát cỏ này thông qua xử lý nhiệt. Ảnh: Doug Spaunhorst.

Một biến đổi quan trọng hơn đối với khả năng chịu nhiệt là hạt cỏ có cấu tạo khác nhau. Spaunhorst nói “Hạt cỏ Itchgrass được bảo vệ bởi lớp vỏ bên ngoài, tương tự như vỏ trấu”. Tuy nhiên, hạt cỏ divine nightshade được đặt bên trong một quả mọng chứa đầy chất lỏng. Chất lỏng bên trong quả mọng dường như cách ly hạt giống khỏi nhiệt độ cao trong thời gian ngắn”.

Bây giờ nhóm đã thu thập kết quả từ phòng thí nghiệm và trong nhà kính, bước tiếp theo sẽ là áp dụng các điều kiện này ở ngoài đồng. Thật dễ dàng để kiểm soát nhiệt độ trong cái lò, nhưng cần lưu ý để có được nhiệt độ thích hợp ngoài đồng ruộng. Tàn dư thực vật ướt ở đồng ruộng có thể không cháy hoàn toàn và việc tạo ra nhiệt độ quá thấp không thể diệt được hạt cỏ.
 

Spaunhorst nói rằng “Chúng tôi biết rằng các mức nhiệt độ cao có thể tiêu diệt hạt cỏ itchgrass và hạt cỏ divine nightshade”. “Bây giờ chúng tôi sẽ thí nghiệm với các máy dò nhiệt độ trong đất - cả ở trên bề mặt và ngay bên dưới mặt đất. Chúng tôi hy vọng rằng mật độ tàn dư thực vật và ẩm độ sẽ là những yếu tố quan trọng trong các kết quả tiếp theo. Sau khi chúng tôi đốt ruộng, chúng tôi sẽ thu thập hạt cỏ và cố gắng trồng lại trong nhà kính”.

Spaunhorst và nhóm của ông đã thực hiện một quá trình tại chỗ,  đó là đốt tàn dư thực vật của mía, để xem liệu nó có thể được tối ưu hóa như một quy trình có mục đích kép hay không. Nếu được như vậy, họ có thể giúp những người trồng mía giữ được năng suất cao, và ít bị cỏ dại lấy đi dinh dưỡng.

Nguyễn tiến Hải theo Agronomy.