Dịch hại: - Dịch hại là các loài sinh vật có tác động xấu đến số lượng, chất lượng, năng suấtcủa các loài trong QXNN bằng cách dùng các loài này làm thức ăn hoặc gây bệnh - Đặc điểm của
Trang 1ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
- -Tiểu luận
Các sinh vật ăn thịt và vai trò của chúng
trong Đấu tranh Sinh học
Chuyên đề: Đấu tranh Sinh học và ứng dụng
CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC
BỘ MÔN SINH HỌC
MÃ SỐ: 60.14.01.11
Cán bộ hướng dẫn khoa học Tên học viên: Trần Đình Nam
PGS.TS Nguyễn Văn Thuận Lớp: LL&PP DHBMSH - K22
HUẾ - 2014
Trang 2Mục lục
Mục lục 2
Phần 1: Đặt vấn đề 4
Phần 2: Nội dung 5
2.1 Đại cương về hệ sinh thái nông nghiệp (HSTNN) và biện pháp đấu tranh sinh học (ĐTSH) trong phòng trừ dịch hại 5
2.1.1 Hệ sinh thái nông nghiệp 5
2.1.1.1 Khái niệm 5
2.1.1.2 Đặc trưng cơ bản của HSTNN 5
2.1.2 Dịch hại 5
2.1.3 Thiên đich 6
2.2 Đấu tranh sinh học (ĐTSH) và cơ sở lý luận của ĐTSH 6
2.2.1 Định nghĩa 6
2.2.2 Cơ sở lý luận của ĐTSH 7
2.2.2.1 Các dạng quan hệ chính trong QX sinh học 7
2.2.2.1.1 Mối quan hệ giữa các loài trong QX 7
được sử dụng trong ĐTSH 7
2.2.2.1.2 Vai trò của thiên đich trong hạn chế dịch hại 8
2.2.2.2 Tính chuyên hóa của thiên địch và ý nghĩa của nó trong các biện pháp ĐTSH 9
2.2.2.2.1 Các nhóm thiên địch theo quan hệ thức ăn 9
2.2.2.2.2 Các nhóm thiên địch tùy theo mức độ chuyên hóa 9
Trang 32.3 Các sinh vật ăn thịt và vai trò của chúng trong ĐTSH 10
2.3.1 Côn trùng ăn thịt sâu hại 10
2.3.1.1 Mối quan hệ giữa côn trùng ăn thịt (CTAT) và con mồi của nó 10
2.3.1.2 Đặc điểm tập tính của côn trùng ăn thịt 14
2.3.1.3 Những nhóm côn trùng ăn thịt chủ yếu 15
2.3.2 Nhện ăn thịt sâu hại 17
2.3.2.1 Nhện lớn ăn thịt (Araneae) 18
2.3.2.2 Nhện nhỏ ăn thịt 18
2.3.3 Động vật không xương sống khác ăn thịt côn trùng 19
2.3.3.1 Thủy tức Hydrozoa 19
2.3.3.2 Giun dẹt (Turbellaria) 19
2.3.4 Động vật có xương sống ăn thịt sâu hại 19
2.3.4.1 Cá (Pisces) 19
2.3.4.2 Động vật lưỡng cư (Amphibia) 20
2.3.4.3 Bò sát (Reptilia) 21
2.3.4.4 Chim (Aves) 21
2.3.4.5 Động vật có vú (Mammalia) 23
Phần 3: Kết luận 24
Trang 4mà mỗi loại có một ưu nhược điểm riêng, trong đó, sử dụng các sinh vật ăn thịt trong đấutranh sinh học là một phương pháp có tính bền vững và mang lại hiệu quả cao nếu vậndụng một cách thích hợp.
Trang 5Ví dụ: Cánh đồng lúa, trang trại nuôi bò sữa
2.1.1.2 Đặc trưng cơ bản của HSTNN:
- Số lượng các loài trong quần xã (QX) ít nhưng số lượng cá thể của mỗi loài lạirất lớn
- Mối quan hệ qua lại giữa chúng mang tính chất tạm thời
- Mối liên hệ dinh dưỡng được phân định một cách đơn giản, thường là có một loàithực vật đóng vai trò sinh vật sản xuất và một vài loài động vật sử dụng nó (sinh vật tiêuthụ), dây chuyền thức ăn thường ngắn và thẳng
- Trong HSTNN không có hoặc có cơ chế tự điều chỉnh rất yếu do vậy khi có cácloài dịch hại xuất hiện thì dễ có cơ hội bùng phát
2.1.2 Dịch hại:
- Dịch hại là các loài sinh vật có tác động xấu đến số lượng, chất lượng, năng suấtcủa các loài trong QXNN bằng cách dùng các loài này làm thức ăn hoặc gây bệnh
- Đặc điểm của dịch hại:
+ Thường là sinh vật tiêu thụ bậc 1
+ Thường sống bằng một loại cây trồng hoặc một loại thức ăn
Trang 6+ Các loài dịch hại có khả năng thích nghi cao với sự biến đổi của QXNN
2.1.3 Thiên đich:
- Thiên địch là các loài trong đời sống của mình có ảnh hưởng xấu đến các loàidịch hại
- Đặc trưng của thiên địch
+ Thường là sinh vật tiêu thụ bậc 2
+ Thường là các loài ăn thịt, ký sinh, gây bệnh
+ Có tính chuyên hóa cao
+ Vòng đời thường trùng hợp với vòng đời dịch hại
2.2 Đấu tranh sinh học (ĐTSH) và cơ sở lý luận của ĐTSH
2.2.1 Định nghĩa:
- Định nghĩa ĐTSH xuất hiện từ XIX và có những thay đổi gắn liền với thành tựu.ĐTSH là “Biện pháp sử dụng sinh vật ngăn chặn sự sinh sôi, nảy nở của các loài sinh vậtgây hại khác”
- 1889, thuật ngữ ĐTSH được Smith đề nghị để chỉ thiên địch phòng trừ côn trùnghại
- 1919, Sweetman cho rằng ĐTSH với nghĩa rộng hơn bao gồm cả việc sử dụngkháng sinh trong y tế, việc sử dụng sinh vật sống để phòng trừ cỏ dại, động vật, côn trùng
và cả các bệnh hại cây trồng
- Bên cạnh xu hướng cổ điển trong ĐTSH là tạo ra sự đối kháng trực tiếp giữa sâuhại và những con vật ăn thịt hay ký sinh, người ta còn ra sức nghiên cứu các hiện tượngsinh học trong việc phòng trừ sâu hại bảo vệ cây trồng (làm con đực của sâu hại mất khảnăng sinh sản, gây đột biến trong nhiễm sắt thể, tạo ra các rối loạn trong trao đổi chất)
Trang 7- 1971, Tổ chức quốc tế về ĐTSH chính thức đưa ra định nghĩa “ĐTSH là biệnpháp sử dụng sinh vật hoặc sản phẩm của chúng nhằm ngăn chặn hoặc giảm bớt nhữngthiệt hại do các sinh vật này gây ra”
2.2.2 Cơ sở lý luận của ĐTSH
2.2.2.1 Các dạng quan hệ chính trong QX sinh học:
2.2.2.1.1 Mối quan hệ giữa các loài trong QX được sử dụng trong ĐTSH
- Đây là tập hợp tự nhiên tất cả các sinh vật có khả năng tồn tại được trong cùngmột điều kiện, gắn bó chặt chẽ với nhau qua các mối quan hệ, trước hết là quan hệ dinhdưỡng được hình thành trong lịch sử tiến hóa và đặc trưng cho một sinh cảnh nhất định.Mối quan hệ giữa các sinh vật trong QX rất phức tạp, đa dạng được hình thành từ nhữngmối quan hệ trong cùng một loài hoặc khác loài
- Những mối quan hệ trong QX
+ Quan hệ hỗ trợ: cộng sinh, hội sinh, hợp tác
+ Quan hệ trung tính
+ Quan hệ đối kháng: vật ăn thịt – con mồi, ký sinh, ức chế cảm nhiễm
- Cạnh tranh khác loài thể hiện khi các loài khác nhau nhưng có cùng nhu cầu vềthức ăn, nơi ở và các nhu cầu sống mà nhu cầu đó không được thỏa mãn Do đó các loài
có quan hệ sinh thái càng gần nhau càng dễ xảy ra cạnh tranh Cạnh tranh là nhân tố đóngvai trò chủ yếu trong cấu trúc và sự phát triển của QX, ảnh hưởng đến sự biến động sốlượng, phân bố địa lý, nơi ở, phân hóa về mặt hình thái
* Hiện tượng ăn thịt
- Là hiện tượng một loài (ăn thịt) săn bắt loài khác (con mồi) làm thức ăn vàthường dẫn đến cái chết của con mồi trong một thời gian ngắn
- Đặc trưng của loài ăn thịt:
+ Về nguyên tắc, loài ăn thịt có kích thước lớn hơn con mồi
Trang 8+ Loài ăn thịt tiêu diệt nhiều con mồi làm thức ăn (nguyên tắc tháp_
+ Loài ăn thịt tự tìm kiếm con mồi
* Hiện tương ký sinh:
- Là quan hệ qua lại giữa các sinh vật và có nhiều định nghĩa khác nhau TheoBondarenko (1978), ký sinh là loài sinh vật sống nhờ vào loài sinh vật khác trong mộtthời gian dài, dần dần làm vật chủ chết hoặc suy nhược
- Có hai loại ký sinh:
+ Ký sinh trong: là loài ký sinh sống bên trong cơ thể vật chủ và tiết độc tố làmảnh hưởng đến sức khỏe vật chủ
+ Ký sinh ngoài: là loài ký sinh sống bên ngoài da vật chủ và hút dinh dưỡng từ cơthể vật chủ
* Hiện tượng kháng sinh
- Loài sinh vật này tiết ra chất hóa học kìm hãm, lấn át sự phát triển của loài khác
- Chất kháng sinh thường do vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm thực vật bậc cao tiết ra
2.2.2.1.2 Vai trò của thiên đich trong hạn chế dịch hại
- Thiên địch làm hạn chế số hượng dịch hại
- Mối quan hệ giữa vật bắt mồi – con mồi, ký sinh – vật chủ đó là sự chậm trễ củavật bắt mồi hoặc ký sinh đối với con mồi hoặc ký chủ, đó là khi số lượng con mồi, ký chủtăng thì thiên địch tăng không kịp Do vậy nhóm thiên địch có thời gian chậm trễ ngắn có
ý nghĩa trong ĐTSH
- Thiên địch có hai kiểu phản ứng trước sự thay đổi của dịch hại
+ Phản ứng chức năng là phản ứng tập tính chính của các loài ăn thịt hoặc các loài
ký sinh đối với sự thay đổi mật độ quần thể của con mồi, ký chủ Phản ứng chức năng cóhai dạng là phản ứng chức năng thuận và nghịch
Trang 9+ Phản ứng số lượng là sự thay đổi đặc điểm sinh sản, tỉ lệ sống sót của các loàithiên địch khi có sự thay đổi mật độ của quần thể dịch hại Phản ứng số lượng có haidạng là phản ứng số lượng thuận và nghịch.
- Các phản ứng thuận trên đều có ý nghĩa trong ĐTSH nhưng nếu chỉ có một phảnứng chức năng thì dù có mạnh đến đâu cũng không thể hạn chế dịch hại, do vậy, phảnứng số lượng nhanh và mạnh là một đặc điểm quan trọng của thiên địch trong việc làmtăng tỉ lệ chết của dịch hại
2.2.2.2 Tính chuyên hóa của thiên địch và ý nghĩa của nó trong các biện pháp ĐTSH
2.2.2.2.1 Các nhóm thiên địch theo quan hệ thức ăn
- Thiên địch đơn thực: là những loài thiên địch chỉ sử dụng một hoặc hai loài rấtgần gũi nhau về quan hệ họ hàng (phân loại) để làm vật chủ hoặc con mồi, đây là nhóm ítgặp trong tự nhiên
Ví dụ: Ong xanh ăn trứng sâu đục thân hai chấm Tetrastichus schoemobii
- Thiên địch hẹp thực: là những loài ký sinh hay ăn thịt chỉ dùng vài loài vật chủhoặc con mồi thuộc một họ, nhóm này có nhiều trong tự nhiên
Ví dụ: Ong kén trắng ký sinh trên các loài sâu cắn gié.
- Thiên địch đa thực: là loài sử dụng nhiều loài dịch hại để làm con mồi hoặc vậtchủ, đây là nhóm khá phổ biến
Ví dụ: Ruồi ký sinh Compsilura concinnata
Sự phân chia các nhóm trên chỉ tương đối và mang tính chất nhân tạo vì nhiều loàibiến đổi thức ăn hoặc ký chủ trong suốt đời sống của mình
2.2.2.2.2 Các nhóm thiên địch tùy theo mức độ chuyên hóa.
- Thiên địch không chuyên tính: gồm các loài đa thực, không có một loại con mồi/vật chủ nhất định
Trang 10- Thiên địch chuyên tính chia làm hai nhóm:
+ Thiên địch chuyên tính hẹp: Gồm các loài đơn thực rất hẹp thực chỉ thích ứngvới 1 - 2 loài vật chủ/con mồi
+ Thiên địch chuyên tính rộng: gồm các loài thiên địch hẹp thực
2.2.2.2.3 Vai trò của thiên địch trong việc hạn chế số lượng dịch hại
Vai trò này ở các nhóm thiên địch không giống nhau:
- Thiên địch chuyên tính: Có khả năng kiểm soát sự gia tăng số lượng của loàidịch hại vì chúng có khả năng chọn lựa tinh vi vật chủ con mồi ngay cả khi mật độ thấp.Thiên địch chuyên tính là yếu tố quyết định xu hướng biến động số lượng của quần thểvật chủ hay con mồi Thiên địch chuyên tính có vai trò chủ yếu trong việc điểu hòa quầnthể dịch hại, ngay cả khi mật độ còn thấp
- Thiên địch không chuyên tính không thể kiểm soát được sự tăng số lượng củaquần thể dịch hại Vai trò điều hòa của chúng chỉ thể hiện khi chúng có mật độ cao Vìthế, chúng đôi khi có vai trò quan trọng trong việc hạn chế số lượng dịch hại (với một sốlượng lớn cá thể thiên địch dễ dàng tiêu diệt dịch hai, dập tắt các vụ dịch lớn)
2.3 Các sinh vật ăn thịt và vai trò của chúng trong ĐTSH
2.3.1 Côn trùng ăn thịt sâu hại
Côn trùng ăn thịt côn trùng (sâu hại) là hiện tượng phổ biến trong tự nhiên Chúng
có vai trò quan trọng trong việc kìm chế (điều hòa) sự sinh sản của sâu hại Vì thế nóđược sử dụng rộng rãi trong ĐTSH
2.3.1.1 Mối quan hệ giữa côn trùng ăn thịt (CTAT) và con mồi của nó
Dựa vào tập tính bắt mồi ăn thịt của CTAT ở các pha phát dục, người ta chia làm 3nhóm
* Nhóm 1: Các loài có kiểu sống ăn thịt ở pha trưởng thành
Trang 11- Thuộc nhóm này chủ yếu là các loài đa thực, số lượng không lớn Phần lớnchúng đẻ trứng ở ngoài nơi ở của con mồi.
- Đại diện có ở các họ: Bittacidae, Boreidae, Panorpidae (Bộ Mecoptera) và bọ cánh cứng ngắn Staphylinidae, Formicidae thuộc bộ cánh màng Hymenoptera
* Nhóm 2: Các loài có kiểu sống ăn thịt ở pha ấu trùng Ở pha trưởng thành chúng
thường ăn mật và phấn hoa, các cá thể cái đẻ trứng ở nơi có nhiều con mồi là thức ăn của
ấu trung
Đại diện cho nhóm này có các loài ruồi ăn thịt ở họ Cecidomiidae, Syrphidae,
Chamaemyiidae và một số loài bọ mắt vàng (Chrysopa carnea)
Trang 12* Nhóm 3: Các loài có kiểu sống ăn thịt ở cả pha ấu trùng và trưởng thành, là
nhóm có nhiều loài nhất và đa dạng nhất
- Có một số loài có thức ăn và nơi ở của hai pha giống nhau
Ví dụ: Bọ rùa, nhiều loài cánh cứng họ Carabidae (phong phú nhất)
- Có một số loài có thức ăn và nơi ở của hai pha khác nhau
Ví dụ: Ở chuồn chuồn, pha ấu trùng sống dưới nước con mồi chủ yếu là bọ gậy,
các động vật phù du Chuồn chuồn trưởng thành bắt mồi bay trong không khí
- Ấu trùng Mòng sống trong đất, cá thể trưởng thành sống và bắt mồi tự do
Trang 13+ Bọ rùa giống Stethorus bắt các loài nhện đỏ hại cây.
+ Bọ rùa giống Hyperaspis, Rodolia, Chilocurus bắt rệp sáp.
Trong khi đó côn trùng họ Carabidae (Bọ chân chạy), giống Calosoma, Carabus
thích các con mồi kích thước lớn hơn như sâu non, nhộng các loài bướn Giống
Bembidion, Calathus thích ăn rệp muội, côn trùng nhỏ Giống Ophonus Herpalux ăn tạp,
vừa động vật, vừa thực vật
- Một số loài có cấu tạo hình thái đặc biệt thích nghi với kiểu sống bắt mồi
Ví dụ: Bọ ngựa chân trước phát triển thành kiếm bắt mồi; ấu trùng chuồn chuồn
có cấu tạo kiểu phụ miệng đặc biệt để bắt mồi dưới nước; Bọ chân chạy (Carabidae)
chân dài chạy đuổi con mồi
Trang 142.3.1.2 Đặc điểm tập tính của côn trùng ăn thịt:
* Ấu trùng các loài côn trùng ăn thịt phải tự tìm kiếm con mồi, chúng có cấu tạo,tập tính và thích nghi với việc săn mồi Tuy nhiên việc tìm kiếm nơi ở con mồi là do cáthể trưởng thành quyết định, do chúng phải đẻ trứng vào nơi có con mồi là thức ăn của ấutrùng Vì vậy việc xác định nơi ở của loài mồi là rất quan trọng Thị giác và khứu giác(cảm nhận hóa học) là hai cơ quan giúp chúng định hướng tìm đúng nơi ở con mồi
- Các loài Chrysopa, Syrphidae sử dụng thị giác tìm cây có hoa là nơi ở của con
mồi, nhận biết màu sắc của hoa
- Loài Chrysopa carnea bị hấp dẫn bởi mật hoa.
- Hầu hết chúng khi tiếp xúc với con mồi mới nhận biết được con mồi nhờ chântrước (bọ rùa) hoặc râu đầu (bọ xít)
* Một số loài CTAT thuộc bộ cánh màng có tập tính bắt mồi về tổ cho ấu trùng
của chúng Ví dụ: Ong đất, tò vò có bản năng tha mồi về tổ.
* Một số loài CTAT có tập tính săn mồi và ăn mồi tập thể
Ví dụ:
- Ấu trùng và trưởng thành loài bọ xít nước Microvelia sp (họ Veliidae) cùng nhau
săn và ăn các con rầy hại lúa rơi xuống mặt nước
Trang 15- Bọ xít mù xanh (Cytobinus) là loài thích ăn trứng và sâu non của các loài rầy.Con trưởng thành có màu xanh và đen, sâu non có thể xuất hiện nhiều trên bờ ruộng có
bọ rầy phá hoại, cả ruộng nước, cả ruộng khô Cytobinus đẻ trứng vào mô thực vật, sau 2đến 3 tuần sẽ trưởng thành và có khả năng sinh sản 10 – 20 con non Chúng tìm trứng rầy
ở bẹ lá và thân, dùng vòi nhọn hút khô trứng Mỗi thiên địch một ngày ăn hết 7 – 10trứng hoặc 1 – 5 bọ rầy
* Nhiều loài có hiện tượng “ăn thịt lẫn nhau” khi thiếu mồi
Ví dụ: Ở các loài bọ mắt vàng: ấu trùng Chrysopa carnea, Ch.perla, Ch.formosa.
2.3.1.3 Những nhóm côn trùng ăn thịt chủ yếu:
- Các loài CTAT thuộc 189 bọ của 16 bộ côn trùng (Sweetman, 1958), Bộ haiđuôi, bộ ba đuôi; chuồn chuồn, cánh thẳng, bọ ngựa, cánh da, bọ trĩ, cánh nửa, cánh cứng,cánh mạch, hai cánh, cánh màng…
- Có những bộ các loài đều ăn thịt như: Chuồn chuồn, bọ ngựa, cánh mạch; có
nhiều họ các loài đều ăn thịt: Reduviidae, Asilidae, Anthocoridae…
- Đóng vai trò quan trọng nhất trong ĐTSH phòng trừ dịch hại nông nghiệp là cácCTAT thuộc các bộ: cánh nửa, bọ trĩ, cánh cứng, cánh mạch, hai cánh và cánh màng
Trang 16Nhiều loài trong chúng là những thành viên không thể thiếu trong các quần xã nôngnghiệp Các họ quan trọng nhất là:
* Họ bọ rùa Coccinellidae (bộ cánh cứng Coleoptera)
- Họ bọ rùa có ý nghĩa lớn trong ĐTSH và được sử dụng từ lâu
- Thế giới có 4500 – 5000 loài bọ rùa, ở nước ta theo tài liệu của Hoàng ĐứcNhuận (1979) có ít nhất 246 loài bọ rùa trong đó có 160 loài có ích Số còn lại ăn thựcvật
Ví dụ: Bọ cánh cứng ba khoang là loài côn trùng có thân cứng hoạt động mạnh.
Cả sâu non có màu đen bóng và trưởng thành màu đỏ đều tích cực tìm sâu cuốn lá hạilúa Ta có thể tìm thấy bọ cánh cứng ba khoang trong ổ lá do sâu cuốn lá cuốn Sâu noncủa thiên địch hóa nhộng dưới đất ở vùng trồng lúa cạn hoặc trong các bờ ruộng trồng lúanước Mỗi con thiên địch phàm ăn ăn 3 – 5 con sâu non mỗi ngày Con trưởng thành cũngtìm bọ rầy và ve để làm mồi
* Họ bọ chân chạy (Carabidae) (thuộc bộ cánh cứng Coleoptera)
- Có vai trò lớn trong ĐTSH và đã được sử dụng từ thời Trung cổ
- Chúng có kích thước cơ thể nhỏ hoặc lớn (2 – 25 mm) Có nhiều loài ăn thịt ở