Lục bình có nhiều tác động tiêu cực đến hệ sinh thái và kinh tế ở hơn 50 quốc gia. Để khống chế sự gia tăng của loài thủy sinh này, nhiều giải pháp ứng dụng vật lý, hóa học và sinh học đã được nghiên cứu để kiểm soát trên thế giới. Trong đó, vật lý và sinh học là các phương pháp khá phổ biến, cũng đã được các nhà khoa học Việt triển khai thử nghiệm trong thời gian qua, tại TP.HCM.
Theo các tài liệu nghiên cứu, lục bình được ghi nhận xuất hiện từ năm 1816 ở Brazil, xuất hiện ở Châu Phi vào đầu những năm 1900 và ở Châu Âu vào những năm 1930. Lục bình có tốc độ phát triển nhanh, 2 cây có thể nhân lên 1.200 cây trong 120 ngày và bao phủ mặt nước rộng lớn trong thời gian ngắn. Nó phát triển nhanh ở những nơi ngập nước như ao, hồ, cửa sông, đầm lầy, kênh, mương, sông, suối, các vùng nước tù đọng và phát triển mạnh trong các nguồn nước giàu dưỡng chất như nước thải từ các thành phố, chất thải nông nghiệp.
Lục bình gây tác hại nghiêm trọng đến đa dạng sinh học, hệ sinh thái nước ngọt và các loài bản địa. Cây tạo thành thảm thực vật dày đặc, ngăn chặn ánh sáng chiếu xuống nước nên làm giảm nhiệt độ nước và ức chế quá trình quang hợp của thực vật tầng sâu hơn. Sự phân bố của lục bình cũng dẫn đến sự lắng đọng trầm tích và hiện tượng bồi lắng trong các vùng nước. Bên cạnh đó, lục bình còn cản trở dòng chảy, gây khó khăn cho giao thông đường thủy và ngập lụt cục bộ trong nội đô, đặc biệt vào mùa mưa.
Một số tác động tiêu cực và lợi ích của lục bình
(Nguồn: A Comprehensive Evaluation of the Existing Approaches for Controlling and Managing the Proliferation of Water Hyacinth (Eichhornia crassipes): Review (Karouach, F. et al. (2022)))
Dù tác động tiêu cực đối với hệ sinh thái dưới nước nhưng lục bình cũng có nhiều ứng dụng có giá trị: làm tác nhân xử lý ô nhiễm (nhờ khả năng phát triển trong nước thải và tích tụ kim loại, phóng xạ, hạt nano và các chất ô nhiễm khác), là nguồn phân bón sinh học, làm thức ăn chăn nuôi và nguyên liệu cho năng lượng sinh học. Lục bình cũng có một số tính năng sinh học mạnh, như chống oxy hóa, kháng khuẩn, chống ung thư, chống lão hóa, chữa lành vết thương, chống viêm, chống ung thư và trị đái tháo đường.
Với khả năng thích nghi tốt ở hầu hết các loại thủy vực khác nhau, chịu được những điều kiện khắc nghiệt (như thiếu dinh dưỡng, độ pH thay đổi, nhiệt độ và ngay cả khi nước bị nhiễm độc) và tốc độ phát triển cực nhanh, nếu sự tăng trưởng của lục bình không được kiểm soát đúng cách, môi trường sống sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng.
Các phương pháp kiểm soát lục bình trên thế giới
Một trong các yếu tố góp phần vào sự gia tăng nhanh chóng của lục bình là các chất dinh dưỡng trong môi trường nước, do con người thải ra từ các hoạt động nông nghiệp và công nghiệp. Do đó, phương thức quản lý, kiểm soát bước đầu đối với lục bình là giảm thải chất dinh dưỡng dư thừa trong hoạt động của con người, để giảm thiểu lượng sinh khối trước khi loại bỏ, giảm thiểu nguy hại cho môi trường.
Trên thế giới, do có sự khác biệt về môi trường ở các quốc gia, người ta sử dụng nhiều phương pháp kiểm soát khác nhau như vật lý, hóa học, sinh học và/hoặc tiếp cận tổng hợp. Kiểm soát vật lý (Physical control) có thể là trực tiếp loại bỏ lục bình bằng tay, hay các thiết bị thích hợp. Kiểm soát hóa học (Chemical control) liên quan đến việc sử dụng thuốc để diệt trừ. Kiểm soát sinh học (Biological control) là sử dụng có chủ ý thiên địch của các loại lục bình xâm lấn. Các phương pháp này có thể được sử dụng đơn lẻ hoặc kết hợp.
Các phương pháp kiểm soát sự phát triển của lục bình
(Nguồn: A Comprehensive Evaluation of the Existing Approaches for Controlling and Managing the Proliferation of Water Hyacinth (Eichhornia crassipes): Review (Karouach, F. et al. (2022)))
Sẽ không có phương pháp nào phù hợp với tất cả các khu vực và mỗi phương pháp đều có hạn chế riêng. Tính đặc thù của khu vực bị lục bình xâm nhập (kích thước, không gian, thời tiết, vùng nước và niên đại xâm nhập) là một trong những yếu tố chính để lựa chọn phương pháp kiểm soát.
Phương pháp kiểm soát vật lý
Kiểm soát bằng phương pháp vật lý bao gồm: loại bỏ thủ công hoặc thực hiện bằng máy móc (lưới và rào chắn, máy cắt, thuyền cắt và nạo vét). Rào chắn hoặc dây cáp đã được sử dụng hiệu quả ở một số nước như Bờ Biển Ngà, Zambia, Nam Phi để bảo vệ các máy bơm của thủy điện.
Sử dụng phương pháp vật lý cơ học để loại bỏ lục bình (Nguồn: WGCU)
Phương pháp vật lý là cách duy nhất để biến đổi lục bình thành các sản phẩm có giá trị gia tăng. Lục bình sau khi loại bỏ có thể được sử dụng như nguyên liệu thô để làm phân bón, thực phẩm cho gia súc hoặc các mục đích khác. Việc loại bỏ lục bình thủ công chỉ có hiệu quả với các khu vực nhỏ, trong khi đó, thu hoạch bằng máy có thể triển khai cho các khu vực lớn hơn. Tuy nhiên, quá trình băm nhỏ và cắt tại chỗ làm thực vật bị chết và phân hủy trong nước có thể làm giảm lượng oxy hòa tan trong nước, đẩy nhanh hiện tượng phú dưỡng, có thể đưa đến hậu quả là gia tăng lục bình hoặc tảo nở hoa. Do đó, việc kiểm soát cơ học phải thường kết hợp với phương pháp xử lý lục bình sau khi thu gom để tăng tính hiệu quả và tạo ra sản phẩm mang lại lợi ích kinh tế, cũng như bù đắp lại chi phí sử dụng máy móc trong quá thì thu gom.
Phương pháp kiểm soát hóa học
Kiểm soát bằng phương pháp hóa học là giải pháp tức thời và ngắn hạn, sử dụng thuốc diệt cỏ. Kiểm soát bằng phương pháp hóa học đã được sử dụng ở một số quốc gia: Ghana, Nigeria, Nam Phi, Zambia và Zimbabwe. Thuốc diệt cỏ rẻ và hiệu quả nhất được sử dụng để giảm sự lây lan của lục bình là glyphosate, diquat và 2,4-dichlorophenoxy.
Tuy thuốc diệt cỏ rất hiệu quả để kiểm soát lục bình, nhưng chúng cũng có thể gây hại cho hệ thủy sinh. Do vậy, phương pháp này có hại cho môi trường hơn các phương pháp vật lý và sinh học. Hơn nữa, phương pháp này có thể dẫn đến những tác động kinh tế - xã hội đáng kể, nếu chất lượng nước ngọt bị ảnh hưởng. Vì vậy, nhiều quốc gia đã hạn chế/cấm sử dụng hóa chất tại các nguồn nước có thể dùng để uống.
Một số nghiên cứu cho thấy, các loại thuốc diệt cỏ như 2,4-D, diquat, paraquat và glyphosate đã giúp kiểm soát thành công lục bình tại các hệ thống kênh tưới tiêu và đập đơn mục đích, diện tích khoảng 1 ha. Ngoài ra, để giảm thiểu khả năng gây hại đến môi trường, liều lượng và chủng loại thuốc cũng phải được cân nhắc và sử dụng đúng cách tại các địa điểm bị nhiễm, không áp dụng đại trà cho toàn khu vực. Tuy nhiên, theo thời gian sử dụng, lục bình có thể bị kháng thuốc.
Phương pháp kiểm soát sinh học
Kiểm soát bằng phương pháp sinh học là việc sử dụng một số sinh vật như côn trùng, vi khuẩn gây bệnh, nấm và ký sinh trùng để làm giảm sự phát triển của lục bình đến mức không còn là vấn đề nữa.
Bọ cánh cứng, bướm đêm, bọ xít và ve là những loài động vật chân đốt được sử dụng nhiều nhất trong kiểm soát lục bình trên toàn thế giới. Trong đó, 2 loài thiên địch được sử dụng nhiều nhất là bọ Neochetina eichhorniae và Neochetina bruchi. Bọ Neochetina có thể tàn phá quần thể lục bình, làm giảm hơn 95% năng suất phát triển của loại thực vật này. Những con bọ trưởng thành ăn các bề mặt ngoài và cuống lá của cây làm giảm khả năng quang hợp và năng suất tăng trưởng của cây.
Bọ Neochetina trưởng thành ăn bề mặt và cuống lá trên lục bình
(Nguồn: A Comprehensive Evaluation of the Existing Approaches for Controlling and Managing the Proliferation of Water Hyacinth (Eichhornia crassipes): Review (Karouach, F. et al. (2022)))
Loài bọ Neochetina đã được sử dụng thành công như tác nhân kiểm soát sinh học ở một số nước trên thế giới: bọ Neochetina bruchi đã được sử dụng riêng hoặc kết hợp cùng với bọ Neochetina eichhorniae ở 30 quốc gia, bọ Neochetina eichhorniae đã được sử dụng ở 32 quốc gia để kiểm soát sự phát triển của lục bình. Một số nghiên cứu ở hồ Victoria (Kenya-Rwanda-Uganda) cho thấy, kiểm soát sinh học bằng 2 loài bọ Neochetina eichhorniae Warner và Neochetina bruchi Hustache là phương pháp khả thi duy nhất để giảm tác động của lục bình, hàng triệu ấu trùng được thả vào hồ đã làm tan rã các thảm lục bình rộng lớn bao phủ mặt nước. Yếu tố hạn chế nhất khi sử dụng phương pháp sinh học để kiểm soát lục bình là cần thời gian dài để đạt được hiệu suất cao.
Kiểm soát lục bình trên kênh rạch tại TP.HCM
Tại TP.HCM, trước năm 2013, việc thu gom và xử lý lục bình trên các kênh rạch chủ yếu thông qua việc nạo vét bằng sức người, không có thiết bị hỗ trợ nên rất nặng nhọc, vất vả và hiệu quả không cao. Do môi trường bị ô nhiễm cao, các tuyến kênh rạch nhanh chóng phát sinh lục bình trở lại sau khi nạo vét, tác động xấu trở lại cho môi trường và bùng phát dịch bệnh. Đây cũng là vấn đề lớn trong việc đảm bảo lưu thông đường thủy tại Thành phố. Do đó, nhiều nghiên cứu đã được triển khai và đã có những kết quả khả quan ban đầu, từ việc áp dụng phương pháp vật lý (chế tạo hệ thống máy cắt, vớt lục bình) đến phương pháp sinh học (sử dụng bọ Neochetina) để kiểm soát sự phát triển của lục bình trên các tuyến kênh rạch.
Máy cắt, vớt lục bình
Là sản phẩm từ kết quả nghiên cứu của nhiệm vụ KH&CN cấp Thành phố “Hoàn thiện máy vớt rong, cỏ dại và lục bình cỡ nhỏ trên kênh, mương cấp thoát nước khu vực TP.HCM” do các nhà khoa học tại Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ - Máy công nghiệp (Trường đại học Công nghiệp TP.HCM) chủ trì thực hiện, Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM nghiệm thu năm 2018.
Sản phẩm được nghiên cứu chế tạo lần đầu từ năm 2009, đưa vào thí điểm năm 2013 tại tuyến rạch Thủ Tắc (thuộc các phường 12, 26) và tuyến rạch Cầu Bông - Cầu Sơn (thuộc các phường 2, 15) quận Bình Thạnh. Đến năm 2018, sản phẩm được hoàn thiện với phiên bản cải tiến B3.0, được sử dụng để cắt vớt lục bình trên khu vực thượng nguồn sông Sài Gòn. Máy có năng suất trung bình 200-300 m2/giờ và nhiên liệu tiêu thụ trung bình từ 7-10 lít/giờ. Khi hoạt động ở khu vực có mật độ rong cao (trên 40 kg/m2) máy cho chất lượng cắt tốt và ổn định, tỷ lệ thu hồi cao (lên đến trên 80%), chi phí nhiên liệu chỉ 7,5 lít/giờ. Hệ thống di chuyển của máy được thiết kế kiểu bánh xe nước nên rất phù hợp với môi trường rong, cỏ dày đặc.
Máy cắt, vớt lục bình trên kênh, rạch, sông, hồ phiên bản B3.0 (2018) do Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ - Máy công nghiệp phát triển (Nguồn: Trường đại học Công nghiệp TP.HCM)
Hai máy phiên bản B3.0 đã được UBND TP.HCM chấp thuận đầu tư nhằm khơi thông dòng chảy, cải thiện ô nhiễm môi trường, đảm bảo an toàn cho các công trình thủy lợi trên địa bàn Thành phố. Ngoài TP.HCM, Trường đại học Công nghiệp TP.HCM cũng đã chuyển giao 1 máy cho Vườn quốc gia U Minh Thượng (Kiên Giang).
Sử dụng bọ Neochetina để kiểm soát lục bình trên hệ thống kênh rạch
Từ năm 2014, các nhà khoa học tại Trường đại học Nông Lâm TP.HCM đã bước đầu nghiên cứu kiểm soát lục bình bằng biện pháp sinh học, cụ thể là nghiên cứu đặc điểm hình thái, sinh học, sinh thái, khả năng sinh sản và khả năng kiểm soát lục bình của bọ Neochetina eichhorniae và thử nghiệm thành công phóng thích tại Quận 12. Đến năm 2019, nhiệm vụ KH&CN “Hoàn thiện quy trình sử dụng bọ Neochetina (Coleoptera: Curculionidae) để kiểm soát cây lục bình trên hệ thống kênh rạch tại TP.HCM” được Trung tâm Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ sinh học nhiệt đới chủ trì thực hiện nhằm hoàn thiện quy trình kiểm soát cây lục bình trên hệ thống kênh rạch tại TP.HCM bằng 2 loài bọ Neochetina eichhorniae và Neochetina bruchi và đánh giá tác động đến chất lượng nước sau khi phóng thích hai loài bọ này. Nhiệm vụ vừa được Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM nghiệm thu cuối năm 2022.
Kết quả thử nghiệm phóng thích bọ ngoài thực tế ở quy mô 2.000m2 và 20.000m2 cho thấy, bọ Neochetina bruchi có khả năng thiết lập quần thể tốt, trong thời gian 4 tháng thử nghiệm có khả năng phát triển quần thể và dần kiểm soát lục bình. Loài Neochetina bruchi cắn phá nhiều nhất ở những cây lục bình đang phát triển mạnh và ưu tiên cắn phá ở những bộ phận non hơn như nách lá, cuống lá non, cây con. Loài Neochetina eichhorniae có xu thế lựa chọn ăn phá ở các bộ phận già hơn. Kết quả đánh giá chất lượng nước cho thấy, khi sử dụng bọ Neochetina eichhorniae và Neochetina bruchi để kiểm soát lục bình, ở tháng thứ 2, chất lượng nước bị ảnh hưởng do lục bình chết phân hủy, tuy nhiên không có sự khác biệt với đối chứng từ tháng thứ 3.
Gốc lục bình bị bọ phá hoại, gây thối rữa (Nguồn: nongnghiep.vn)
Như vậy, hai loài bọ Neochetina eichhorniae và Neochetina bruchi rất phù hợp để sử dụng làm thiên địch kiểm soát lục bình tại Việt Nam, với nhiều ưu thế (vòng đời ngắn, khả năng sinh sản sao hơn). Đặc biệt, mầm bệnh vốn đóng vai trò rất quan trọng trong kiểm soát lục bình, đã phát huy tác dụng tốt, khi hai loài bọ tạo vết thương cơ giới, tạo điều kiện cho nấm bệnh xâm nhập.
***
Các kết quả nghiên cứu thực tế tại TP.HCM đã cho thấy khả năng áp dụng các phương pháp vật lý và sinh học trong kiểm soát lục bình trên hệ thống kênh rạch. Tuy nhiên việc áp dụng riêng lẻ từng phương pháp sẽ có những hạn chế nhất định. Việc triển khai cần hướng đến việc kết hợp cả hai phương pháp, vật lý và sinh học. Phương pháp vật lý sẽ giúp loại bỏ ngay lập tức lục bình khỏi kênh rạch, còn phương pháp sinh học giúp đảm bảo thiết lập các tác nhân sinh học trong khu vực và duy trì tính bền vững của việc kiểm soát lục bình, trong trường hợp đối tượng vẫn tiếp tục phát triển. Từ đó, việc kiểm soát lục bình trên các kênh rạch tại TP.HCM nói riêng và cả nước nói chung sẽ đảm bảo có chi phí xử lý hiệu quả, mang lại lợi ích kinh tế và đảm bảo tính bền vững.
Duy Sang
--------------------------------------------------------------------------------
Tài liệu tham khảo chính
[1] CESTI. Hoàn thiện máy vớt rong, cỏ dại và lục bình cỡ nhỏ trên kênh, mương cấp thoát nước khu vực TP.HCM. https://cesti.gov.vn/bai-viet/CTDS5/hoan-thien-may-vot-rong-co-dai-va-luc-binh-co-nho-tren-kenh-muong-cap-thoat-nuoc-khu-vuc-tp-hcm-01008736-0000-0000-0000-000000000000
[2] Karouach, F. et al. A Comprehensive Evaluation of the Existing Approaches for Controlling and Managing the Proliferation of Water Hyacinth (Eichhornia crassipes): Frontiers in Environmental Science.
[3] Lam Vân. Hoàn thiện quy trình sử dụng bọ Neochetina (Coleoptera: Curculionidae) để kiểm soát cây lục bình trên hệ thống kênh rạch tại TP.HCM. https://cesti.gov.vn/bai-viet/CTDS5/hoan-thien-quy-trinh-su-dung-bo-neochetina-coleoptera-curculionidae-de-kiem-soat-cay-luc-binh-tren-he-thong-kenh-rach-tai-tphcm-8a7d1bdb-ef4a-4c93-a08f-ef8cec8a17b1