TIỂU LUẬN ĐẤU TRANH SINH HỌC VÀ ỨNG DỤNG CÔN TRÙNG KÝ SINH SÂU HẠI

Trong số các tác nhân sinh học dùng trong đấu tranh sinh học thì côn trùng kýsinh sâu hại được đánh giá cao vì có số lượng nhiều, tính chuyên hóa cao và có hiệuquả tôt, thân thiện với mô

Chuyên đề:

ĐẤU TRANH SINH HỌC VÀ ỨNG DỤNG

Đề tài CÔN TRÙNG KÝ SINH SÂU HẠI

Chuyên ngành:

LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MÔN SINH HỌC

Mã số: 60 14 01 11

Giảng viên hướng dẫn: Học viên thực hiện:

Huế, 4/2015

PHẦN I: MỞ ĐẦU

Hàng năm trong sản xuất nông nghiệp ở nước ta và các nước trên thế giới,sâu bệnh, chuột, cỏ dại (gọi chung là sâu hại) là mối đe dọa lớn và nếu không được tổchức phòng trừ tốt, chúng có thể gây tổn thất nghiêm trọng về năng suất cây trồng vàchất lượng nông sản Bởi vì, thiệt hại do các loại sinh vật hại gây nên đối với câytrồng trên đồng ruộng có thể làm giảm 20-25% năng suất, có khi lại đến 50% Đểphòng trừ các loại sinh vật hại nói trên, trong những năm qua chúng ta đã áp dụngnhiều biện pháp khác nhau

Để phòng trừ sinh vật hại trên cây trồng có rất nhiều biện pháp như cơ giới,canh tác, hóa học và biện pháp sinh học Tuy nhiên tùy theo từng loại cây trồng, đốitượng sinh vật hại và thời điểm để lựa chọn biện pháp phòng trừ sinh vật hại chophù hợp và hiệu quả nhất Trước đây, việc lạm dụng thuốc hóa học đã gây ra mốinguy hại cho môt trường và sức khỏe cộng đồng Cân bằng sinh thái bị phá vỡ, sauhại ngày càng kháng lại thuốc, môi trường đất và nước ô nhiễm nặng nề nhưng vấn

đề đáng quan tâm nhất là sự tồn dư thuốc hóa học trong sản phẩm nông nghiệp vàđộng vật ăn chúng gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người.Chính vìvậy, con người ngày càng quan tâm đến phương pháp phòng trừ bằng biện phápsinh học được xem là mang lại hiệu quả và thân thiện, an toàn với môi trường Chỉtính riêng hơn 100 năm lại đây, nhờ những tiến bộ trong nghiên cứu sinh học vàsinh thái học, đã có 2000 loài chân khớp thiên địch được giới thiệu và hiện nay cótrên 150 loài ký sinh, bắt mồi và vi sinh vật đang được nuôi nhân thương mại để

sử dụng trong các chương trình trong trừ dịch hại trên toàn thế giới

Trong số các tác nhân sinh học dùng trong đấu tranh sinh học thì côn trùng kýsinh sâu hại được đánh giá cao vì có số lượng nhiều, tính chuyên hóa cao và có hiệuquả tôt, thân thiện với môi trường Nội dung sau đây sẽ tìm hiểu rõ hơn về nhóm côntrùng ký sinh sâu hại này

PHẦN II: NỘI DUNG

I – Côn trùng ký sinh sâu hại

1 Khái niệm chung

1.1 Ký sinh

Theo từ điển Wikipedia “Ký sinh trùng là những sinh vật chiếm sinh chất của cácsinh vật khác đang sống để tồn tại và phát triển Trong tự nhiên rất nhiều sinh vật tựkiếm lấy thức ăn cho mình nhưng ký sinh trùng phát triển theo hướng khác, chúng sốnggửi, sống bám hoàn toàn hoặc một phần vào loài khác”

Trong nông nghiệp, ký sinh được dùng để chỉ các loài côn trùng (hoặc chân đốtkhác) ký sinh trên sâu hại Hiện tượng ký sinh là một dạng quan hệ qua lại giữa các sinhvật rất phức tạp và đặc trưng Hiện tượng côn trùng ký sinh sâu hại rất phổ biến trong tựnhiên đây là một dạng quan hệ qua lại lợi một chiều, trong đó loài được lợi (loài kýsinh) sử dụng loài sinh vật sống khác (vật chủ) làm thức ăn và nơi ở cho một phần nào

đó trong chu kỳ vòng đời của nó

1.2 Vật chủ

Là những sinh vật bị ký sinh, tức là bị ký sinh trùng chiếm sinh chất, trong quan

hệ này, vật chủ là đối tượng bị thiệt hạ

Côn trùng ký sinh (CTKS) là nhóm có vai trò quan trọng trong ĐTSH Chúng rất phổbiến trong tự nhiên và có vị trí đặc biệt trong các sinh vật sống ký sinh

2 Đặc điểm nhóm côn trùng ký sinh sâu hại

- Trưởng thành cái của loài ký sinh tìm vật chủ để đẻ trứng, ấu trùng ký sinhkhông tự tìm vật chủ;

- Trong quá trình phát dục, mỗi một cá thể ký sinh thường chỉ liên quan đến một

cá thể vật chủ;

- Hầu hết côn trùng ký sinh sâu hại có biến thái hoàn toàn, chỉ có pha ấu trùngsống ký sinh, còn pha trưởng thành sống tự do Nhiều trường hợp côn trùng ký sinh ởpha trưởng thành có tập tính chăm sóc thế hệ sau

- CTKS là dạng đặc biệt của hiện tượng ký sinh thông thường Vì vật ký sinh sửdụng hết hoàn toàn các mô của cơ thể vật chủ và gây chết vật chủ ngay khi chúng hoànthành phát dục ( gần giống với các loài ăn thịt) Một cá thể ký sinh chỉ liên quan đếnmột côn trùng vật chủ mà thôi.

- Kích thước cơ thể loài CTKS tương đối lớn so với cơ thể loài vật chủ Thờigian phát triển của 2 loài tương tự khác nhau

3 Mối quan hệ qua lại giữa côn trùng ký sinh và vật chủ

Mối quan hệ giữa CTKS và vật chủ rất phức tạp thể hiện ở nhiều mặt Tuỳ theotính chuyên hóa với vật chủ, tập tính hay vị trí trong chuỗi thức ăn mà có thể phân biệtthành nhiều nhóm ký sinh khác nhau Có thể phân biệt các nhóm côn trùng ký sinh theocác tiêu chí vừa nêu như sau:

3.1 Vị trí ký sinh

Loài ký sinh sống bên trong hoặc bên ngoài cơ thể vật chủ

- Ký sinh trong: (nội ký sinh) loài ký sinh sống bên trong cơ thể vật chủ Đây lànhóm phổ biến nhất trong lớp côn trùng

Ví dụ: Ấu trùng ong kén trắng giống Apanteles (họ Braconidae) sống trong cơ thể sâu non của nhiều loại côn trùng cánh vẩy (Lepido terae).

- Ký sinh ngoài (ngoại ký sinh): Loài ký sinh sống trên bề mặt cơ thể vật chủ.Nhóm này không phổ biến lắm.

Ký chủ có thể là loài sống kín ( trong tổ, trong thân cây: như sâu cuốn lá, sâuđục thân) Lúc đó tổ của vật chủ là phương tiện bảo vệ, che chở cho vật ký sinh

Ký chủ là loài sống hở, trong trường hợp đó vật ký sinh có một lớp vỏ chắc chắnnhư cái túi

Ví dụ: Ấu trùng ong kiến họ Dryinidae tạo thành u lồi trên mặt lưng cơ thể nhiều

loài rầy ( rầy nâu, rầy lưng trắng, rầy xanh đuôi đen)

3.2 Loài ký sinh thường chỉ liên quan đến một pha phát dục của vật chủ

Theo đó có các nhóm ký sinh sau:

- Ký sinh trứng: Cá thể ký sinh cái trưởng thành đẻ trứng vào trừng vật chủ Cácpha trước phát dục xảy ra bên trong trứng cật chủ sau đó vũ hóa và chui ra ngoài

Ví dụ: ong mắt đỏ họ Trichogrammatidae, Ong đen họ Scelionidae.

- Ký sinh sâu non: Con cái trưởng thành loài ký sinh đẻ trứng vào pha sâu noncủa vật chủ và ký sinh hoàn thành phát dục khi vật chủ ở pha sâu non (ấu trùng) Ký

sinh sâu non có nhiều ở các họ côn trùng: Braconidae, Tachinidae, Ichneumonidae …

- Ký sinh nhộng: cá thể cái trưởng thành đẻ trứng lên pha nhộng của vật chủ và

ký sinh hoàn thành phát dục khi vật chủ ở pha nhộng thường gặp ở các họ ong đùi to

Chalcididae, Tachinidae, Ichneumonidae.

- Ký sinh trưởng thành: con cái loài ký sinh đẻ trứng lên pha trưởng thành của

vật chủ và hoàn thành phát dục khi vật chủ ở pha trưởng thành

Nhóm này không nhiều: giống Dinocampus thuộc họ Braconidae, ký sinh bọ rùa trưởng thành, ong kiến họ Dryinidae có khi ký sinh pha trưởng thành các loài rầy nâu,

rầy lưng trắng

- Ngoại ra có một số ngoại lệ.

Ví dụ: Ký sinh trứng – sâu non hoặc sâu non – nhộng

3.3 Mối liên quan giữa số lượng cá thể loài ký sinh và số lượng loài ký sinh hoàn thành phát dục trong một cá thể vật chủ.

Có thể chia làm các nhóm sau:

- Ký sinh đơn: trong một cá thể vật chủ chỉ có một cá thể ký sinh hoàn thànhphát dục, mặc dù có thể có rất nhiều trứng

Ví dụ: Ong kén trắng ký sinh đơn sâu non cuốn lá nhỏ Apanteles cypris.

- Ký sinh tập thể: nhiều cá thể của cùng một loài ký sinh hoàn thành phát dụctrong một cá thể vật chủ

Ví dụ: Ong kén trắng ký sinh tập thể sâu cắn gié A.ruficrus.

- Hiện tượng đa ký sinh: có nhiều loài ký sinh đồng thời trong một cá thể vậtchủ.

Ví dụ: Trong 1 trứng sâu cuốn lá lớn hại lúa có thể gặp: ký sinh ong đen

Telenomus rotundus cùng ký sinh với ong mắt đỏ Trichogrammasp Đối với côn trùng

ký sinh hiện tượng này ít gặp

3.4 Theo thứ tự trong mối quan hệ với sâu hại (vị trí của chúng trong chuỗi thức ăn)

Dựa theo mối quan hệ giữa côn trùng ký sinh và sâu hại người ta chia thành cácbậc ký sinh:

- Ký sinh bậc 1: là các loài ký sinh trên côn trùng ăn hại thực vật hoặc trên côntrùng ăn thịt (theo đúng định nghĩa ký sinh)

- Ký sinh bậc 2: là loài ký sinh trên loài ký sinh bậc 1

- Ký sinh bậc 3: trường hợp ít gặp

Từ bậc 2 trở lên gọi là siêu ký sinh

- Tự ký sinh: (Flander 1937) Cá thể cái là ký sinh bậc 1, còn cá thể đực là kýsinh bậc 2 trên chính cá thể cái cùng loài.

Ví dụ: một số loài ong thuộc họ Aphelinidae.

4.Tập tính của côn trùng ký sinh và ý nghĩa của nó trong ĐTSH

Đặc điểm đặc trưng của côn trùng ký sinh là cá thể trưởng thành sống tự do cótập tính phức tạp và vài trò tấn công vật chủ thuộc về các cá thể trưởng thành cái Vìthế khả năng tìm kiếm vật chủ của cá thể trưởng thành cái càng phát triển thì loài kýsinh càng có khả năng kìm hãm số lượng vật chủ ở mức thấp, và như vậy càng có ýnghĩa trong ĐTSH Quá trình tìm kiếm vật chủ gồm những giai đoạn:

* Giai đoạn 1: Tìm kiếm nơi ở của vật chủ:

- Tìm nơi ở có cây thức ăn của vật chủ Phản ứng nhận biết cây thức ăn vật chủ

là kết quả đã đạt được trong quá trình tiến hóa

- Điểm định hướng là chất dẫn dụ do cây thức ăn vật chủ tiết ra Côn trùng kýsinh tiếp nhận chất dẫn dụ dễ bay hơi nhờ cơ quan cảm thụ hóa học

Ví dụ: Mùi cây thông hấp dẫn Ong Itoplectis conquisitor đến ký sinh sâu cuốn lá thông Evetria buoliana.

* Giai đoạn 2: Tìm và phát hiện vật chủ.

Để tìm kiếm vật chủ trong phạm vi nơi ở của chúng, côn trùng ký sinh cáitrưởng thành sử dụng các nguồn kích thích từ phía vật chủ (thông tin về vật chủ) hay

các sản phẩm hoạt động sống của vật chủ Trong đó thị giác và khứu giác đống vai tròquan trọng, nên hình ảnh hoạt động và mùi vị của vật chủ là những kích thích chủ yếugiúp côn trùng ký sinh nhận ra vật chủ.

Ví dụ: Ruồi ký sinh Drino bohemica bị hấp dẫn bởi chuyển động của ấu trùng ong lá Neodiprion lecontei (vật chủ) Ong Microplitis ciceipes bị hấp dẫn đến với sâu non Heliothiszea bởi phân của sâu non (Jones et al 1977) Có thể gọi 2 giai đoạn này

bằng cái tên chung là chọn lọc sinh thái (Salt 1935)

* Giai đoạn 3: Lựa chọn vật chủ.

Sau khi vật chủ được xác định, côn trùng ký sinh cái có thể vẫn không tiếp nhận

đẻ trứng nếu nó thấy vật chủ không thích hợp, vì mấy lý do:

Phát hiện vật chủ trước đó đã được khảo sát, kể cả chính nó, vì mùi của contrước còn vương lại có tác dụng xua đuổi (tránh cạnh tranh trong loài hoặc khác loài dohậu quả cùng ký sinh trên một vật chủ) Chúng có khả năng phân biệt vật chủ chưa bịnhiễm ký sinh và đã nhiễm nhờ các cơ quan cảm giác ở trên râu, đầu, bàn chân và ống

5 Những nhóm côn trùng ký sinh phổ biến

Theo Sweetman (1936) trong lớp côn trùng Insecta có 86 học thuộc 5 bộ có đại diện ký sinh: Bộ cánh cứng Coleoptera; cánh cuốn Strepsiptera; cánh vẩy Lepidoptera; cánh màng Hymenoptera; hai cánh Diptera.

Trong thực tiễn ký sinh chủ yếu thuộc 2 bộ: Cánh màng và hai cánh là có ýnghĩa chống côn trùng hại nhất

Dưới đây là một số loài đã được nghiên cứu sử dụng ở nhiều nước trên thế giới(bảng 1)

Bảng 1 Những côn trùng ký sinh đã được nghiên cứu sử dụng để trừ sâu hại

TT Tên côn trùng ký sinh Tên sâu hại là vật chủ Loại cây trồng

1 Aphidius matricariae Myzus persicae Cây trong nhà kính

2 Amyosoma chilonis Chilo suppressalis Lúa

3 Anagrus optabilis Perrkinsiella saccharicida Mía

4 Anicetus beneficus Ceroplastes rubens Cây ăn quả có múi

5 Apanteles erionotae Erionota thrax Chuối

6 Aphelinus mali Eriosoma lanigerum Táo tây

7 Aphidius smithi Acyrthosiphon pisum Cỏ ba lá, ñậu Hà lan

8 Aphytis lingnamensis Aonidiella aurantii, A

orientalis, Aspidiotus nerii

Cây ăn quả có múi

9 Aphytis melinus Aonidiella aurantii, A

orientalis, Aspidiotus nerii

Cây ăn quả có múi

10 Aphytis yanonensis Unaspis yanonensis Cây ăn quả có múi

11 Chaetexorista javana Cnidocampa flavescens Cây che bóng

12 Coccobius fulvus Unaspis yanonensis Cây ăn quả có múi

13 Cotesia flavipes Diatraea saccharalis Mía

14 Cotesia glomeratus Pieris rapae Rau họ hoa thập tự

15 Cotesia plutellae Plutella xylostella Rau họ hoa thập tự

16 Cryptochaetum iceryae Icerya purchasi Cây ăn quả có múi

17 Dacnusa sibirica Liriomyza bryoniae, L

trifolii,

Rau, hoa trong nhà kính

18 Diadegma eucerophaga Plutella xylostella Rau họ hoa thập tự

19 Diadegma semiclausum Plutella xylostella Rau họ hoa thập tự

20 Diglyphus isaea Liriomyza bryoniae, L

Cây trong nhà kính

22 Habrobracon hebetor Helicoverpa armigera Bông

23 Leptomastix dactylopii Planococcus citri Cây ăn quả có múi, cà

phê,

24 Lixophaga diatraeae Diatraea saccharalis,

Etiella zinckenella, Chilo infuscatellus

Mía, ñậu tương

25 Lixophaga sphenophori Rhabdoscelus obcurus Mía

26 Ooencyrtus erionotae Erionota thrax Chuối

27 Opius fullawayi Ceratitis capitata Cây ăn quả

28 Opius pallipes Liriomyza bryoniae Rau, hoa trong nhà

kính

29 Opius tryoni Ceratitis capitata Cây ăn quả

30 Prospaltella berlesei Pseudaulacaspis

pentagona

Cây dâu tằm,

31 Prospaltella perniciosi Aonidiella aurantii Cây ăn quả có múi

32 Prospaltella smithi Aleurocanthus spiniferus Cây ăn quả có múi

33 Pteromalus puparum Pieris rapae Rau họ hoa thập tự

34 Tamarixia radiata Diaphorrina citri Cây ăn quả có múi

35 Tetrastichus brontispae Brontispa longissima

Nhiều loại cây trồng

37 Trichogramma chilonis Helicoverpa armigera,

Ostrinia furnacalis, Cnaphalocrocis

Nhiều loại cây trồng

38 Trichogramma

japonicum

Cnaphalocrocis medinalis, Tryporyza incertulas,

Lúa

39 Trichogramma

dendrolimi

Dendrolimus punctatus, Cnaphalocrocis

Rau, bông, rau

41 Trichogramma minutum Helicoverpa zea, Bông

42 Trichogrammatoidea

bactrae

Plutella xylostella Rau họ hoa thập tự

43 Trissolcus basalis Nezara viridula Rau, nhũ cốc,

5.1 Bộ cánh màng Hymenoptera

Có khoảng 200000 loài trên thế giới, trong đó có nhiều loài ký sinh rất có ýnghĩa trong đấu tranh Sinh học chống các loài dịch hại, chúng tập trung chủ yếu trong

các họ: Ichneumonidae, Braconidae, Trichogrammatidae, Mymaridae, Sceliondae,

Dryinidae, Elasmimidae, Evpelmidae, Aphelinidae, Encyrtidae, Pteromaildae, Chalcididae, Bethylidae, Aphidiidae…

- Các loài thuộc họ Ichneumonidae có kích thước cơ thể tương đối lớn (10 –

25mm chiều dài), ấu trùng của chúng thường là ký sinh sâu non, ký sinh nhộng củanhiều loài sâu hại, thậm chí có thể ký sinh trên nhện lớn

- Trong họ Braconidae (có kích thước nhở hơn) có giống rất quan trọng là ong kén trắng Apanteles (1300 loài) ký sinh trên nhiều sâu hại lúa Ấu trùng họ Braconidae

là ký sinh sâu non của nhiều loài côn trùng hại

- Ong thuộc họ Aphidiidae chỉ ký sinh trên các loài rệp muội.

- Các loài họ Trichogra nmatidae, Sceliondae ký sinh trứng của nhiều loài thuộc

bộ cánh vẩy, cánh cứng, cánh nửa và cánh thẳng…

5.2 Bộ hai cánh Diptera

Đứng thứ hai trong các biện pháp ĐTSH Theo Clausen (1940) trong bộ có

những họ hoàn toàn gồm các loài ký sinh là: Cyrtidae, Nemestrinidae, Pipunculidae,

Conopidae, Pygrotidae, Tachinidae,… Trong đó họ ruồi ký sinh Tachinidae có ý nghĩa

nhất, chúng có thể ký sinh trong, ký sinh đơn, ký sinh bậc 1 Họ có khoảng 1.500 loài(Askew 1971), riêng ở Bắc Mỹ có 1281 loài ký sinh (Stone 1965).

- Nhưng loài thuộc phân họ Exorisninae và Tachinidae ký sinh trên sâu non bộ

cánh vẩy, sâu non Ong ăn lá ký sinh sâu non bọ ánh kim

- Phân họ Dexiinae ký sinh sâu non và bọ trưởng thành bọ hung, xén tóc, vòi voi

và 1 số loài cánh vẩy

- Phân họ Phasiinae ký sinh bọ xít trưởng thành, họ Pentatomidae,

Scutelleridae.

5.3.Ưu thế của côn trùng ký sinh so với côn trùng ăn thịt

- Côn trùng ký sinh có tính chuyên hóa cao, thích nghi và trùng hợp về chu kỳphát triển của vật chủ

- Thức ăn cho một cá thể ít, cho phép CTKS có thể duy trì cân bằng với vật chủkhi vật chủ có mật độ thấp

Vì vậy chúng được sử dụng nhiều: Trong 103 thiên địch được sử dụng (trừ côntrùng hại) có 75 loài ký sinh (Sweetman 1958)

6 Thành tựu sử dụng côn trùng ký sinh sâu hại

6.1 Trên thế giới

6.1.1 Tại châu Âu