TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
Tình hình nghiên cứu ngoài nước
2.1.1 Một số nghiên cứu về nhện nhỏ
Nhiều nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra rằng giống nhện Rhizoglyphus (Acari: Acaridae) là nhóm phổ biến nhất gây hại cho nông sản Chúng tấn công phần thân dưới mặt đất của cây trồng, không chỉ ở ngoài đồng ruộng mà còn trong nhà kính và kho bảo quản (Diaz & cs., 2000) Các loài nhện nhỏ thuộc giống Rhizoglyphus thường gây hại cho những cây trồng có cơ quan lưu trữ dưới lòng đất như củ và thân (Fan & Zhang, 2004), với ký chủ chủ yếu thuộc họ Liliaceae, chẳng hạn như Allium spp., cùng một số loài hoa cây cảnh khác.
Theo nghiên cứu của Diaz và cộng sự (2000), đã xác định được 71 loài nhện nhỏ thuộc giống Rhizoglyphus trong họ Acaridae Nhện hành tỏi là loài đa thực, được ghi nhận là ký chủ của hơn 17 loại cây trồng và sản phẩm trong kho bảo quản Mặc dù chúng có sự phân bố rộng rãi và thường xuyên được nhắc đến do mức độ gây hại, nhưng hệ thống học về chi và tổng quan về loài này vẫn còn hạn chế và chưa được cập nhật chi tiết.
2.1.2 Một số nghiên cứu về nhện nhỏ Rhizoglyphus echinopus
Hệ thống phân loại về giống Rhizoglyphus vẫn còn chưa thực sự rõ ràng Loài đầu tiên của giống Rhizoglyphus được Fumouze và Robin mô tả vào năm
1868 dưới tên Tyroglyphus echinopus Năm 1869, Claparede đề xuất vào giống
Rhizoglyphus với loài Rhizoglyphus robini
Theo khóa phân loại loài nhện nhỏ Rhizoglyphus echinopus (Acari:
Astigmata: Acaridae) có vị trí phân loại:
2.1.2.2 Phân bố và ký chủ:
Nhện hại hành tỏi R echinopus phân bố rộng rãi trên toàn cầu, gây hại cho nhiều loại cây trồng ở các khu vực như Úc, Trung Quốc, Nhật Bản, New Zealand, Israel, Canada và Mỹ Ký chủ chính của loài này là các cây thuộc họ Liliaceae, bao gồm hành (Allium cepa), tỏi (Allium sativum) và các loài Allium khác, cũng như Lilium, Hyacinthus và nhiều loại rau, ngũ cốc lưu trữ Ngoài ra, nhện hại củ còn tấn công các cây trồng quan trọng khác như khoai tây (Solanum sp.) và cà rốt (Daucus carota) Theo nghiên cứu của Diaz và cộng sự (2000), R echinopus được xác định là loài gây hại nghiêm trọng trên củ hoa ly tại Hà Lan.
Hai loài nhện hại hành tỏi R echinopus và R robini đã được nhiều quốc gia, như New Zealand và Úc, đưa vào danh sách kiểm dịch do khả năng gây hại nhanh chóng và nghiêm trọng, cũng như nguy cơ lây lan bệnh cho một số loài khác.
Nghiên cứu của Fan & Zhang (2003) và Gerson & cộng sự (1983) chỉ ra rằng hai loài nhện hại hành tỏi R echinopus và R robini có đặc điểm gây hại tương tự nhau, mối quan hệ gần gũi và giống nhau về đặc điểm sinh sống.
Nhện gây hại chủ yếu ở phần thân ngầm, gốc rễ và củ, chích hút dịch của củ và tạo điều kiện cho nấm phát triển, được coi là vector truyền bệnh Khi mật độ nhện cao, cây sẽ bị xoăn lá, thối gốc, biến dạng và giảm sức chống chịu, dẫn đến mất khả năng hình thành củ và ra hoa Những củ bị nhiễm nhện nhỏ có thể bị thối rữa và không thể sinh trưởng được, hoặc sinh trưởng kém.
Nhện có thể xâm nhập vào củ cây thông qua các vết thương nhỏ, nhanh chóng biến củ thành củ rỗng và thối Sự hiện diện của nhện thường chỉ ra rằng củ đã bị tổn thương do các loài gây hại khác như ruồi hoặc do bảo quản không đúng cách Cây lan Nam Phi và củ lay ơn có thể bị thâm khi trồng, và nhện có thể tấn công rễ và thân cây khỏe mạnh, đặc biệt trong nhà kính Cây hoa loa kèn bị nhiễm thường trở nên lùn, méo mó, và thân rễ bị dập Nhện cũng có thể xâm nhập vào nụ hoa tulip đã mở sớm, gây hỏng nụ Việc quan sát nhện trở nên khó khăn do chúng thường chui vào bên trong thức ăn.
Theo Gerson & cs (1985), nhện nhỏ thuộc giống Rhizoglyphus đã trở thành loài gây hại cho hành và tỏi ở Israel, đặc biệt ở những ruộng không được canh tác cẩn thận Chúng hoạt động mạnh vào mùa thu và ngừng hoạt động khi nhiệt độ giảm vào mùa đông Vào mùa xuân và mùa hè, nhện nhỏ thường rút xuống các tầng đất sâu hơn, trừ những cánh đồng được tưới tiêu Đáng chú ý, chúng có khả năng chịu ngâm trong nước cất trong năm tuần và tiếp xúc với nhiệt độ 6-8℃ mà vẫn có khả năng sinh sản.
Nghiên cứu của Engelhard (1967) cho thấy loài nhện hành tỏi R echinopus gây hại nghiêm trọng cho rễ cây hoa lay ơn, với triệu chứng ban đầu là các vết đốm vàng, sau đó chuyển sang màu nâu và dẫn đến chết rễ trong vòng 4 - 6 tuần Ngoài ra, loài nhện này còn tấn công lớp lá bao quanh thân và phá hoại mô củ, để lại các vết châm có đường kính từ 3mm trở lên Tại Brazil, AF Silva & cs (2020) đã chỉ ra rằng R echinopus cộng sinh với kiến cắt lá Atta sexdens, gây hại cho nhiều loại cây trồng và là môi giới truyền nấm Basidiomycete cho một số loài cây dược liệu như bạch đầu tro.
The economic damage associated with R echinopus has been linked to various arthropods, including ants (Berghoff et al., 2009; Rettenmeyer et al., 2011; Campbell et al., 2013), beetles (Norton, 1973; Rogers, 1974; Pande, 1988; Poprawski; Yule, 1992; Marakova, 1995), and Diptera (Garman, 1937).
Nghiên cứu này ghi nhận lần đầu tiên mối liên quan giữa nhện R echinopus và loài kiến Atta sexdens tại Brazil, đồng thời cũng đề cập đến các loài Siphonaptera và mối Blattodea Subterranean.
Loài nhện hành tỏi R echinopus không chỉ gây hại trực tiếp mà còn là vectơ truyền bệnh do nấm Sclerotinia narcissicola trên hoa thủy tiên (Gray & cs., 1975) Tại Hà Lan, loài nhện này còn là môi giới truyền bệnh Tulip virus X (TVX) trên củ hoa tulip bảo quản trong kho (Aratchige & cs., 2004; Lommen & cs., 2012) Trong một thí nghiệm với 22 củ hoa tulip, có tới 5 củ bị nhiễm TVX Các thí nghiệm lây truyền cho thấy củ hoa khỏe mạnh có thể bị nhiễm TVX sau khi tiếp xúc với nhện đã ăn củ bị nhiễm Ngoài ra, nhện hành tỏi còn phát tán bào tử nấm và là vectơ truyền một số bệnh nấm và vi khuẩn nguy hiểm như Fusarium, Stromatinia và Pseudomonas.
Nhện hành tỏi tấn công vào tế bào mô củ, phần rễ và xung quanh đế củ, tạo ra vết thương hở, tạo điều kiện cho nấm xâm nhập và gây hại (Hubert & cs., 2006) Sự gây hại của chúng làm cho cây hành tỏi bị thối nhũn, gẫy đổ và không hình thành được củ Theo Muhammad & cs (2011), nhện hành tỏi gây hại nặng trong kho bảo quản, ảnh hưởng trực tiếp đến phôi hạt và nội nhũ của hạt, làm mất khả năng nảy mầm, đặc biệt là đối với các hạt bảo quản làm giống.
2.1.2.4 Nghiên cứu đặc điểm sinh học của nhện R.echinopus
Theo Diaz và các cộng sự (2000) đã chỉ ra rằng vòng đời của nhện nhỏ thuộc giống Rhizoglyphus bao gồm các giai đoạn phát triển sau: trứng, ấu trùng, protonymph (tuổi 1), deutonymph (tuổi 2), tritonymph (tuổi 3) và giai đoạn trưởng thành.
Nhện trưởng thành có kích thước 0,73mm chiều dài và 0,61mm chiều rộng, với cơ thể màu trắng, hơi trong suốt, bóng và nhẵn Trứng nhện hành tỏi có hình elip, màu trắng mờ và một đầu thon nhỏ hơn đầu còn lại Ấu trùng mới nở có hình bầu dục, màu trắng trong, chỉ có 3 đôi chân, dài từ 0,15 - 0,2 mm ngay sau khi nở và có thể đạt 0,25 mm khi phát triển tốt Ấu trùng này có màu trắng, hình bầu dục và không có mút sinh dục Nhện tuổi 2 có bốn cặp chân, hình bầu dục và dài khoảng 0,4 mm.
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đối tượng và vật liệu nghiên cứu
- Nhện nhỏ Rhizoglyphus echinopus Fumouze et Robin
- Cây trồng: Hành củ, hành tây (củ tía nhỏ)
- Các dụng cụ, thiết bị nghiên cứu:
• Hộp nhựa caramen kích thước: chiều dài miệng 6.5cm; chiều dài đáy 5.2cm; cao 3.5 cm
• Kính soi nổi, đĩa petri, bút lông, dao, kéo
• Sổ ghi chép số liệu
Hình 3.1 Một số dụng cụ nuôi sinh học
Địa điểm và thời gian nghiên cứu
- Địa điểm nghiên cứu: Phòng thí nghiệm Trung tâm giám định và kiểm dịch thực vật
- Thời gian nghiên cứu: 01/2022 đến 09/2022.
Nội dung nghiên cứu
- Điều tra xác định thành phần nhện nhỏ hại hành tỏi tại Hà Nội
- Nghiên cứu được đặc điểm sinh học, sinh thái nhện hại hành tỏi
Rhizoglyphus echinopus Fumouze et Robin ở một số điều kiện nhiệt độ khác nhau
- Nghiên cứu và đánh giá hiệu quả một số biện pháp phòng trừ bằng biện pháp sinh học sử dụng nhện bắt mồi.
Phương pháp nghiên cứu
3.4.1 Phương pháp điều tra thành phần nhện nhỏ hại hành tỏi tại Hà Nội:
Tiến hành điều tra mật độ theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia (QCVN 01-38: 2010/BNNPTNT) nhằm phát hiện dịch hại cây trồng Quan sát toàn bộ cây để xác định triệu chứng điển hình như biến dạng lá, biến màu lá, cây lùn và còi cọc Thu thập toàn bộ phần cây và củ (rễ), dán nhãn cho từng mẫu riêng lẻ và mang về phòng thí nghiệm để quan sát và đếm trực tiếp dưới kính lúp.
Định kỳ điều tra 7 ngày một lần theo 10 điểm, mỗi điểm lấy 3 cây và mỗi cây lấy 1 dảnh, đặc biệt là đối với hành Việc điều tra sẽ được thực hiện trong suốt vụ trồng và bổ sung các điểm điều tra có sự xuất hiện của nhện gây hại.
+ Xác định mức định phổ biến của nhện nhỏ dựa vào độ thường gặp của loài theo thời gian sinh trưởng của cây hành tỏi:
Tổng số điểm điều tra có loài nhện A Độ thường gặp (OD) (%) = x100
Tổng số điểm điều tra
Nếu = 0% đánh giá là không xuất hiện (-)
Nếu 0% < OD (%) < 25% đánh giá là ít phổ biến (+)
Nếu 25 % ≤ OD (%) < 50% đánh giá là phổ biến (++)
Nếu OD (%) ≥ 50% đánh giá là rất phổ biến (+++)
3.4.2 Phương pháp nhân nuôi nguồn nhện Rhizoglyphus echinopus
3.4.2.1 Nhân nuôi quần thể (nuôi nguồn)
Nhện Rhizoglyphus echinopus Fumouze et Robin được thu thập từ đồng ruộng hoặc kho bảo quản và sau đó được đưa về phòng thí nghiệm Sau khi xác định đúng loài, nhện được chuyển vào các đĩa petri chứa củ hành đã được xử lý sạch Mỗi hộp nhựa chữ nhật chứa 5 củ hành và được ghi nhãn đầy đủ thông tin Các hộp nuôi được đặt trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm phòng để nhân nuôi nguồn nhện, và mỗi tuần, củ hành sạch mới được bổ sung vào hộp nuôi.
Hình 3.3 Hộp nuôi nguồn nhện R echinopus
Nhện R echinopus được nuôi trong hộp nhựa, được đặt trong tủ định ôn với các nhiệt độ 20ºC, 25ºC và 30ºC Điều kiện ẩm độ được duy trì ở mức 80%, và cả ẩm độ lẫn nhiệt độ trong tủ được kiểm soát tự động thông qua bảng điều khiển.
Thức ăn cho nhện là hành củ tía, được sơ chế bằng cách tách bỏ lớp vỏ ngoài, rửa sạch và ngâm trong nước 15 phút để loại bỏ côn trùng và nhện hại Sau khi để khô, hành được cắt thành từng miếng nhỏ kích thước 1cm x 2cm và dày 1mm Những miếng thức ăn này sau đó được đặt vào lồng nuôi nhện, và số thứ tự của mỗi lồng được ghi chú lại.
Hình 3.4 Dụng cụ và thiết bị nuôi sinh học nhện hại hành tỏi R.echinopus
(a) Hộp nhựa; (b) Tủ định ôn 3.4.3 Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến đặc điểm sinh học nhện R.echinopus
3.4.3.1 Phương pháp nghiên cứu đặc điểm hình thái
Thu thập các mẫu dảnh và củ hành tỏi có triệu chứng nhiễm nhện hành tỏi từ ngoài đồng và đưa về phòng thí nghiệm Tiến hành quan sát dưới kính soi nổi và kết hợp với việc nuôi cấy trong phòng thí nghiệm Mẫu được mô tả đặc điểm hình thái và màu sắc ở các pha phát dục theo phương pháp của Sakurai & cs (1992) và Fan & Zhang.
(2003, 2004) và Zhang (2003) Mỗi pha phát dục lấy 30 cá thể
Pha trứng: Đo chiều dài và chiều rộng (chỗ rộng nhất)
Pha nhện non ở các giai đoạn tuổi khác nhau và sự trưởng thành của chúng (đực, cái) được đo bằng chiều rộng tại phần phình to nhất của cơ thể và chiều dài từ đỉnh đầu đến cuối cơ thể, không tính lông đuôi Việc đo lường này được thực hiện vào ngày thứ hai sau khi nhện lột xác.
Phương pháp đo kích thước nhện hại hành tỏi R echinopus:
Các bước tiến hành khi chụp các pha phát dục của R echinopus trên kính hiển vi soi nổi
Đặt lồng hoặc hộp nuôi nhện kính quan sát và bật phần mềm NMS trên màn hình vi tính Bắt đầu bằng cách chỉnh kính từ độ phóng đại nhỏ nhất.
Để chụp ảnh rõ nét của nhện, trước tiên hãy điều chỉnh tiêu cự cho đến khi ảnh sắc nét Sau đó, từ từ xoay núm để tăng độ phóng đại lên các mức 0.8, 1, 2, 3, 4 cho đến khi có thể quan sát rõ các đặc điểm của nhện Khi đã đạt được độ phóng đại mong muốn, nhấn nút Capture để chụp lại hình ảnh.
5, 6, 7, 8 Bài khóa luận này chụp nhện hại hành tỏi trên mức phóng đại 4
Bước 3: Đặt 1 thước 1mm lên kính chụp 1 cùng với độ phóng đại khi chụp ảnh NHT mức 4
Để xử lý ảnh đã chụp, mở phần mềm AxioVision Rel 4.8 và chọn Open image để mở ảnh cần đo Tiếp theo, vào mục Measure trên thanh công cụ, chọn Scalings, sau đó chọn New và File để tải ảnh thước 1mm chụp cùng mức phóng đại với ảnh cần đo.
To create a single distance measurement, select "Single distance (X = Y)" and extend the ruler to the full length of the image Then, proceed to the next step In the X-direction, set the measurement to 1 mm and click "Finish." A new dialog box will appear prompting you to name the ruler; click "OK" twice to complete the process.
Step 6: Return to the spider image screen, select Measure => Length, and measure the full length and width of the spider Click on Scaling in the Workarea dialog box, select the ruler created in step 5, and click on Active and Apply to image in succession Record the spider's dimensions.
Hình 3.5 Kính hiển vi soi nổi sử dụng đo kích thước các pha phát dục của nhện hại hành tỏi R.echinopus
3.4.3.2 Phương pháp nghiên cứu đặc điểm sinh học
Theo dõi lồng nuôi để xác định thời gian trứng nở và tuổi của nhện dựa trên xác lột Khi nhện lột xác và chuyển sang giai đoạn trưởng thành, tiến hành ghép đôi giữa nhện đực và cái Hàng ngày, theo dõi thời gian tiền đẻ trứng, thời gian đẻ trứng, tuổi thọ của nhện cái trưởng thành và số lượng trứng đẻ Trứng được tách ra và chuyển sang lồng nuôi sạch có thức ăn để nuôi đến giai đoạn trưởng thành, nhằm xác định tỷ lệ cái của thế hệ thứ hai Các trứng của nhện cái cùng ngày tuổi được cho vào cùng một lồng và đánh số theo ngày tuổi, với thức ăn được thay hàng ngày.
*Các chỉ tiêu theo dõi
+ Thời gian phát dục của các pha
- Pha trứng: Tính từ khi quả trứng được đẻ ra cho đến khi trứng nở
- Thời gian phát dục của nhện non tuổi 1, tuổi 2, tuổi 3 và nhện trưởng thành được xác định thông qua xác lột
+ Vòng đời: Được tính từ khi quả trứng được đẻ ra cho đến khi trứng phát triển thành nhện cái và nhện cái đẻ quả trứng đầu tiên
+ Đời: Tính từ khi trứng được đẻ ra đến lúc nhện chết sinh lý
+ Thời gian đẻ trứng: tính từ khi quả trứng đầu tiên được đẻ ra đến quả trứng cuối cùng được đẻ
+ Số trứng đẻ từng ngày: Tổng số lượng trứng đẻ chia cho thời gian đẻ trứng
+ Tổng số lượng trứng đẻ: Trung bình tổng số lượng trứng đẻ của các trưởng thành cái
+ Tỷ lệ trứng nở: Số lượng trứng nở chia cho tổng số trứng theo dõi
+ Tỷ lệ cái: Tổng số cái thu được trên tổng số cá thể đực cái
3.4.4 Phương pháp đánh giá hiệu quả biện pháp phòng trừ sinh học: a) Phương pháp thu thập mẫu và giám định
Tiến hành điều tra hành, tỏi ngoài đồng theo thời gian sinh trưởng để thu mẫu Nghiên cứu thiên địch của nhện hại hành tỏi được thực hiện theo phương pháp của Viện Bảo vệ Thực vật (1997).
Mẫu nhện nhỏ bắt mồi được đưa về phòng thí nghiệm để giám định loài, sử dụng phương pháp hình thái theo tài liệu định loại của Tenorio (1982), Zedan (1988), Zhang (2003) và Prasad (2012) Đồng thời, nghiên cứu cũng đề cập đến phương pháp giữ nguồn và nhân nuôi nhện nhỏ bắt mồi (NNBM).
Phương pháp xử lý và tính toán số liệu
* Công thức tính tỷ lệ trứng nở, tỷ lệ đực/cái, tỷ lệ cái
- Công thức tính kích thước trung bình các pha phát dục:
X : là giá trị kích thước trung bình
Xi : là giá trị kích thước cá thể đo thứ i
N : là tổng số cá thể theo dõi
- Công thức tính tỷ lệ cái:
Tỷ lệ cái (%) = Tổng số con cái × 100 Tổng số con theo dõi
- Công thức tính tỷ lệ trứng nở:
Tỷ lệ trứng nở (%) = Tổng số trứng nở × 100 Tổng số trứng theo dõi
- Công thức xác định thời gian phát dục của một cá thể:
Trong đó: : thời gian phát dục trung bình xi: thời gian phát dục ở ngày thứ i ni: số cá thể phát dục ở ngày thứ i
N: tổng số cá thể theo dõi
Trong đó : n : Dung lượng mẫu
S :phương sai mẫu tα: Giá trị t - student với α = n - 1
* Phương pháp tính sức tăng quần thể nhện
Chỉ tiêu đánh giá sự phát triển của quần thể dựa vào nhiều yếu tố như tốc độ phát triển, khả năng sinh sản, tỷ lệ đực cái và tỷ lệ sống sót của con cái trong môi trường không bị hạn chế Khi có không gian rộng rãi, thức ăn dồi dào và không có kẻ thù tự nhiên, khả năng tăng trưởng quần thể đạt mức cao nhất, được thể hiện qua tỷ lệ tăng tự nhiên hay chỉ số môi trường.
Tỷ lệ tăng tự nhiên (rm) được tính dựa trên công thức của Birch (1948):
+ x là ngày tuổi của nhện cái (ngày),
+ lx là tỷ lệ sống sót của nhện cái tại ngày tuổi x và
Số lượng cá thể cái mà nhện cái sinh ra vào ngày tuổi x được ký hiệu là \$m_x\$ Giá trị này được tính bằng cách nhân số lượng trứng đẻ trung bình của nhện cái với tỷ lệ cá thể cái trong thế hệ sau tại ngày tuổi x.
Các chỉ tiêu khác của sức tăng quần thể, theo nghiên cứu của Maia, Luiz và cộng sự (2000), bao gồm tỷ lệ sinh sản thuần (R0), phản ánh số lượng cá thể cái được sinh ra và sống sót từ một con nhện cái.
Thời gian 1 thế hệ (T) là khoảng thời gian trung bình mà một thế hệ con nhện cái cần để sinh ra thế hệ tiếp theo Nó cũng được hiểu là thời gian cần thiết để số lượng quần thể tăng lên Ro lần trong một khoảng thời gian nhất định (ngày) n t.
T = lnRo r m Tất cả số liệu được xử lý thống kê trên Excel và phần mềm SPSS phiên bản
20 Số liệu được kiểm tra phân bố chuẩn dựa trên kiểm định Kolmogorov– Smirnov Khi số liệu không phải phân bố chuẩn kiểm định Kruskal Wallis được dùng để xác định sự sai khác giữa các mức nhiệt độ Nếu sự sai khác là rõ rệt, kiểm định Mann-Whitney U sẽ được tiếp tục tiến hành để xác định chính xác sai khác Trong trường hợp phân bố chuẩn, kiểm định One Way ANOVA được sử dụng
Trong nghiên cứu này, mô hình hồi quy tổng quát (Generalized linear model) được áp dụng để so sánh tỷ lệ cái ở thế hệ thứ 2, với dữ liệu nhị phân, trong đó 1 đại diện cho cá thể cái và 0 cho cá thể đực Kết quả kiểm định cho thấy giá trị P nhỏ hơn hoặc bằng 0,05, cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê Để phân tích mối tương tác giữa yếu tố nhiệt độ và các chỉ tiêu chính như thời gian phát dục trước trưởng thành của nhện đực và cái, thời gian đẻ trứng, số trứng đẻ hàng ngày, tổng số trứng đẻ và tỷ lệ tăng tự nhiên, phương pháp ANOVA hai nhân tố (Two Ways Anova) đã được sử dụng.
