Tai hại của độc canh một giống thuần chũng

12/12/2015

Độc canh với một loại cây trồng cho một vùng rộng lớn, chẳng hạn như canh tác lúa cho nguyên đồng bằng của Khu Tứ Giác Long Xuyên nông dân ta thực hiện từ mấy trăm năm qua, không có nhiều nguy cơ thất bại nếu chúng ta canh tác với nhiều giống lúa có đặc tính di truyền rộng rãi khác nhau. Bởi vì, nếu có dịch côn trùng hay bệnh tật phá hại trầm trọng ở giống này thì còn có giống khác đề kháng nên mức độ nguy hại giảm bớt. Ngược lại, nếu độc canh chỉ với một giống thuần nhất di truyền (giống rặt), chẳng hạn chỉ với một giống thương hiệu cao, tiềm năng nguy hại rất cao một khi có dịch côn trùng hay bệnh xảy ra.

BỆNH DỊCH CHÁY LÁ KHOAI TÂY

Dịch bênh cháy lá khoai tây ở Ái Nhĩ Lan (Irish potato blight) do nấm Phytophthora infestans gây chết đói khoảng một triệu dân và hơn một triệu dân phải bỏ xứ Ái Nhĩ Lan di cư đến Mỹ vào các năm từ 1845 đến 1852, và dân số giảm tới 25% chỉ trong vòng không tới 10 năm. Lý do từ những năm đầu 1800s, nông dân Ái Nhĩ Lan chỉ thích trồng một giống khoai tây cao sản có chất lượng cao. Khoai tây gây giống bằng củ tức trinh dòng (clone) vì vậy rất thuần nhất về mặt di truyền, Tuy nhiên, một khi có mầm bệnh du nhập vô tình vì không kiểm dịch chặt chẽ, giống khoai tây này không đề kháng và chết hàng loạt trên cả đất nước gây nên thảm nạn.

Triệu chứng trên cánh đồng, trên củ khoai và trên cây

Bệnh bắt đầu một cách bí mật vào tháng Chín năm 1845, lá khoai tự nhiên hóa đen, uốn cong và héo chết. Nguyên nhân là bệnh do nấm Phytophthora infestans du nhập từ Hoa Kỳ qua đường tàu biển đến nước Anh. Nấm đầu tiên gây bệnh cháy lá ở Anh và sau đó lan đến lục địa Âu Châu nhưng không gây thiệt hại vì ở các nước này rất nhiều giống khoai tây được canh tác.

Chính gió mang các bào tử nấm Phytophthora infestans từ Anh du nhập vào Ái Nhỉ Lan và gây bệnh cháy lá. Vì ẩm độ thích hợp cho việc truyền bệnh, một cây bệnh có thể truyền bệnh tới hàng ngàn cây trong vài ngày. Lý do bệnh truyền rất nhanh là hơn 50% diện tích đất trồng khoai tây ở Ái Nhĩ Lan canh tác với một giống thuần chũng, và nạn chế đói xảy ra vì hơn 2/3 dân số ăn khoai tây là thực phẩm chánh.

 

BỆNH PANAMA TRÊN CHUỐI

Giống chuối được trồng và ưa chuộng nhất trên thế giới là giống Già Hương Gros Michel trồng ở Châu Mỹ La Tinh bị biến mất ở giữa thế kỷ thứ 20 do dịch bệnh Panama Disease. Giống chuối này cho trái thơm, ngọt là nguồn cung cấp chuối cho các thị trường ở Mỹ và Châu Âu, được trồng đại trà ở các đại công ty chuối ở vùng Châu Mỹ La Tinh.

Chuối được gầy giống bằng vô tính, tức trinh dòng, bằng củ, hay bằng cấy mô. Nhờ cách gây giống bằng vô tính nên sản phẩm đồng nhất về phẩm chất và năng suất, thỏa mãn giới tiêu thụ trên khắp thế giới. Yếu điểm là dễ bị tác hại trên phạm vi lớn một khi có mầm bệnh gây nên.

Triệu chứng trên cây chuối và trong ruột thân chuối

Năm 1876, bệnh lá héo rũ trên chuối được tường trình đầu tiên ở Úc. Năm 1890, các đồn điền chuối “Gros Michel” tại Costa Rica và Panama xuất hiện và tàn phá toàn diện các vườn chuối suốt mấy thập niên trong đầu thế kỷ 20 ở khắp Trung và Nam Mỹ, và bệnh được mang danh Panama Disease. Năm 1910, nguồn bệnh được xác định là nấm ở trong đất mang tên Fusarium oxysporum f.sp. cubense (Foc). Các nghiên cứu cho biết có 24 dòng sinh lý gây bệnh quan trọng cho chuối, quan trọng nhất dòng số 1 (tức VCG01216) tấn công giống Gros Michel, còn giống chuối Cavendish thì dễ cám nhiễm với dòng số 4 (tức VCG0120).

Nhờ hệ thống hỏa xa phát triển ở Trung Mỹ vào cuối thế kỷ 19, các đại công ty chuối phát triển mạnh với giống duy nhất là Gros Michel được ưa chuộng. Giống chuối này dễ bị bệnh với dòng sinh lý số 1. Việc phá rừng trồng chuối với giống Gros Michel vốn đã mang mầm bệnh trong củ chuối nên dịch bệnh lan tràn, và đến thập niên 1960s thì giống Gros Michel hoàn toàn bị quét sạch trên khắp Châu Mỹ La Tinh vì bệnh Panama này.

TÁI PHẠM LỖI LẦM

Để thay thế giống Gros Michel, các đại công ty trồng và xuất cảng chuối ở Trung Mỹ trồng đại trà giống chuối Cavendish. Giống Cavendish đầu tiên được lấy từ một mẩu cây chuối trồng trong nhà kiến ở vườn Bách Thảo Kew Garden London, và các nghiên cứu sau đó thấy rằng giống này kháng được bệnh Panama. Từ một mẩu chuối này được nhanh chóng gầy bằng phương pháp cấy mô để cung cấp cây chuối giống Cavendish cho hàng vạn ha đất trồng chuối ở khắp Trung Mỹ.

Tuy nhiên cuối thập niên 1960s, bệnh Panama xuất hiện trên giống chuối Cavendish ở Taiwan, và được xác định năm 1994 là do dòng sinh lý số 4. Mặc dầu biết vậy, nhưng các công ty chuối ở Trung Mỹ vẫn tiếp tục trồng chuối với giống Cavendish và không nghiên cứu tìm giống đề kháng để thay thế.

Từ Taiwan, bệnh Panama lan đến các tỉnh lục địa China như Quãng Đông, Quãng Tây, Vân Nam, đảo Hải Nam, và các nước Đông Nam Á như Indonesia, Mã Lai trong thời gian 1997- 1999, rồi lan đến Úc, Phi Luật Tân, tàn phá tất cả các đồn điền nào trồng giống Cavendish.

Kể từ 2013, bệnh Panama lan đến Jordan, Pakistan, Lebanon, Mazambique, Oman.

Tới nay (2014), bệnh Panama dòng số 4 đã tàn phá 100.000 ha chuối trên các quốc gia nói trên, và đang trên đà di chuyển đến vùng Mỹ Châu, là vùng canh tác giống Cavendish lớn nhất thế giới cung cấp chuối toàn cầu. Chỉ là vấn đề thời gian bệnh Panama dòng số 4 sẽ đến Châu Mỹ và thế giới sẽ trải qua một khủng hoảng về chuối trong tương lai.

Bài học về nạn đói gây ra ở Ái Nhĩ Lan do bệnh cháy lá trên khoai tây, và sự biến mất giống chuối Gros Michel do bệnh Panama chung quy là do độc canh chỉ với một giống có bản chất di truyền đề kháng hạn hẹp.

Kinh nghiệm đau thương này giúp cảnh báo các nhà hoạch định nông nghiệp và các nhà khoa học tìm giải pháp trường kỳ để tránh lỗi lầm lập lại trong tương lai.

TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÁNH

Roberto A. Ferdman (4/12/2015). Bye, bye, bananas. Báo Washington Post. https://www.washingtonpost.com/news/wonk/wp/2015/12/04/the-worlds-most-popular-banana-could-go-extinct/

Ordonez N, Seidl MF, Waalwijk C, Drenth A, Kilian A, Thomma BPHJ, et al. (2015) Worse Comes to Worst: Bananas and Panama Disease—When Plant and Pathogen Clones Meet. PLoS Pathog 11 (11): e1005197. doi:10.1371/journal.ppat.1005197. http://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1005197

 

Reading. 12/2015