Càng nhiều đa dạng thực vật, càng ít thuốc trừ sâu

Các nhà khoa học đã thu thập số liệu từ các thí nghiệm trên những đồng cỏ giống nhau trong 2 năm, bao gồm thí nghiệm Jena ở Đức. Tác giả: Matthias Ditscherlein.

Tăng cường đa dạng thực vật làm tăng sự kiểm soát tự nhiên của động vật ăn cỏ trên các cánh đồng cỏ. Các quần xã thực vật đa dạng hỗ trợ các loài động vật ăn thịt đồng thời cung cấp ít thức ăn hơn cho động vật ăn cỏ. Điều này được phát hiện bởi các nhà khoa học thuộc Trung tâm Nghiên cứu Đa dạng Sinh học hợp nhất (iDiv), họ đã tiến hành hai thí nghiệm tương tự nhau ở Đức và Mỹ. Các kết quả nghiên cứu đã được đăng trên tạp chí Science Advance cho thấy sự tăng cường đa dạng sinh học có thể giảm lượng thuốc trừ sâu sử dụng trong các hệ thống nông nghiệp bằng cách tăng cường kiểm soát sinh học tự nhiên.

Đa dạng sinh học, sự đa dạng sinh học của các loài trên trái đất, sự tác động qua lại của chúng và sự đa dạng hệ sinh thái mà chúng tạo thành, quyết định và duy trì các chức năng của hệ sinh thái trên các cánh đồng cỏ do con người trồng và các đồng cỏ tự nhiên. Nền nông nghiệp đang phải chịu áp lực để cung cấp lương thực cho dân số đang phát triển trên thế giới và những đồng cỏ này cũng vậy. Các loài côn trùng ăn thực vật là nguyên nhân gây thiệt hại từ 18-26% năng suất trên toàn cầu, điều này đã dẫn đến việc dùng rất nhiều thuốc trừ sâu gây ảnh hưởng đến môi trường.

Để hiểu tại sao và bằng cách nào mà việc tăng đa dạng di truyền thực vật có thể làm giảm ảnh hưởng của các loài ăn cỏ một cách tự nhiên, một nhóm các nhà khoa học thuộc Trung tâm Nghiên cứu Đa dạng Sinh học hợp nhất (iDiv), Đại học Leipzig (UL) và Đại học Friedrich Schiller Jena (FSU) đã tiến hành hai thí nghiệm về đa dạng sinh học trên cánh đồng cỏ ở châu Âu và Bắc Mỹ: thí nghiệm Jena ở Đức và thí nghiệm đa dạng sinh học Cedar Creek ở Minnesota (Mỹ). Trong suốt 2 năm, các nhà khoa học đã thu thập số liệu từ hai thí nghiệm tương tự nhau, cung cấp một cái nhìn sâu sắc về cấu trúc mạng lưới thức ăn trên các cánh đồng cỏ độc canh và các đồng cỏ đa dạng, được trồng nhiều loài khác nhau. Theo tác giả Nico Eisenhauer, giáo sư ở đại học Leipzig và là trưởng nhóm nghiên cứu ở iDiv và thí nghiệm Jena, hai thí nghiệm dài hạn này đã đem lại cái nhìn sâu sắc cho cả nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng, nó đã làm sáng tỏ tầm quan trọng của việc duy trì đa dạng sinh học.

Các quần xã thực vật đa dạng ít hấp dẫn nhóm động vật ăn cỏ hơn

Các nhà nghiên cứu cho thấy rằng thực vật ở trong các quần xã càng đa dạng càng ít bị đe dọa bởi nhóm côn trùng ăn cỏ một cách đáng kể. Trong các đồng cỏ có tính đa dạng cao, tỷ lệ thức ăn của nhóm động vật ăn cỏ trên một gram sinh khối thực vật là 44%, thấp hơn so với ở các đồng cỏ độc canh. Vì thế, trong các quần xã đa dạng mỗi gram sinh khối tạo ra, cây trồng chỉ mất một nửa cho các động vật chân đốt ăn cỏ. “Điều này cuối cùng có nghĩa là nơi nào có nhiều loài cây trồng chung với nhau, sẽ tạo ra nhiều sinh khối trên một mét vuông và mỗi cá thể thực vật trong quần xã đa dạng sẽ nhận thiệt hại thấp hơn từ nhóm động vật ăn cỏ”, giáo sư Andrew Barnes – giảng viên Đại học Waikato, New Zealand cho biết.

Trên những mảnh đất có đa dạng thực vật cao hơn, nhóm động vật chân đốt ăn cỏ ít có cơ hội tiếp xúc với nhóm thực vật yêu thích của chúng hơn, điều này khiến cho khả năng ở lại trong các quần xã đa dạng cao của nhóm động vật này ít hơn.

Các quần xã thực vật đa dạng đem lại nhiều lợi ích và có thể giúp kiểm soát các động vật ăn cỏ gây hại. Tác giả: Anne Ebeling.

Nhóm động vật ăn thịt được lợi từ việc tăng sự đa dạng thực vật

Mặc dù tổng sinh khối cho cả động vật ăn cỏ và động vật ăn thịt đều tăng ở các đồng cỏ có sự đa dạng cao, nhóm động vật ăn thịt được lợi nhiều hơn từ các quần xã này. So sánh với các đồng cỏ độc canh, tổng sinh khối và tỷ lệ thức ăn ở các đồng cỏ đa dạng đều cao hơn. Một sự giải thích có thể là do nhóm động vật chân đốt ăn thịt như nhện, bọ cánh cứng hay ong bắp cày đều có lợi đáng kể từ môi trường sống trong quần xã thực vật có độ đa dạng cao, điều này làm giảm mối nguy hiểm đối với việc chúng bị đe dọa và ăn thịt bởi nhóm động vật ăn thịt có xương sống như các loài chim và các loài động vật có vú.

Vì thế, tăng đa dạng thực vật đem lại một số mặt tích cực như: so với độc canh, các quần xã có mức độ đa dạng thực vật cao tạo ra tổng sinh khối nhiều hơn. Ngoài ra, cả các loài thiên địch và hoạt động tập trung nguồn lực phải phối hợp để làm giảm những ảnh hưởng tiêu cực của các loài ăn cỏ đối với cây trồng. Andrew Barnes nói: “Theo cách khác, các quần xã càng đa dạng thực vật đặt ra vấn đề hai mặt cho động vật ăn cỏ, một mặt là có nhiều loài động vật ăn thịt hơn, mặt khác là ít thức ăn mà chúng ưa thích hơn - điều này giúp giảm những ảnh hưởng của nhóm động vật ăn cỏ một cách tự nhiên”.

Đa dạng sinh học thực vật có thể hạn chế sự bùng phát nhóm động vật ăn cỏ có hại

Ngược lại, sự kiểm soát dịch hại phụ thuộc nhiều vào thuốc trừ sâu có thể dẫn đến sự bùng phát bất lợi của nhóm động vật ăn cỏ có hại do việc sử dụng thuốc trừ sâu có thể gây mất ổn định cho các quần xã thiên địch. “Các thí nghiệm của chúng tôi cho thấy việc duy trì đa dạng thực vật đem lại rất nhiều lợi ích trong việc kiểm soát nhóm động vật ăn cỏ có hại, điều này đóng vai trò quan trọng trong việc giảm sử dụng hóa chất trong nông nghiệp và tăng năng suất cây trồng”, giáo sư Andrew Barnes nói. Giáo sư Nico Eisenhauer cho biết thêm: “Cuối cùng, nghiên cứu này chứng minh việc hỗ trợ đa dạng sinh học có thể thúc đẩy việc quản lý bền vững hệ sinh thái và mang lại nhiều lợi ích cho con người”.

Nguyễn Thị Kim Thoa theo Phys.org