Đấu tranh sinh học và ứng dụng bài giảng dành cho sinh viên

Đấu tranh sinh học và ứng dụng bài giảng dành cho sinh viên là bộ tài liệu hay và rất hữu ích cho các bạn sinh viên và quý bạn đọc quan tâm. Đây là tài liệu hay trong Bộ tài liệu sưu tập gồm nhiều Bài tập THCS, THPT, luyện thi THPT Quốc gia, Giáo án, Luận văn, Khoá luận, Tiểu luận…và nhiều Giáo trình Đại học, cao đẳng của nhiều lĩnh vực: Toán, Lý, Hoá, Sinh…. Đây là nguồn tài liệu quý giá đầy đủ và rất cần thiết đối với các bạn sinh viên, học sinh, quý phụ huynh, quý đồng nghiệp và các giáo sinh tham khảo học tập. Xuất phát từ quá trình tìm tòi, trao đổi tài liệu, chúng tôi nhận thấy rằng để có được tài liệu mình cần và đủ là một điều không dễ, tốn nhiều thời gian, vì vậy, với mong muốn giúp bạn, giúp mình tôi tổng hợp và chuyển tải lên để quý vị tham khảo. Qua đây cũng gởi lời cảm ơn đến tác giả các bài viết liên quan đã tạo điều kiện cho chúng tôi có bộ sưu tập này. Trên tinh thần tôn trọng tác giả, chúng tôi vẫn giữ nguyên bản gốc. Trân trọng. ĐỊA CHỈ DANH MỤC TẠI LIỆU CẦN THAM KHẢO http:123doc.vntrangcanhan348169nguyenductrung.htm hoặc Đường dẫn: google > 123doc > Nguyễn Đức Trung > Tất cả (chọn mục Thành viên)

2

MỤC LỤC

MỘT SỐ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 4

MỤC TIÊU CỦA HỌC PHẦN 5

Chương 1 MỞ ĐẦU 6

1.1 Hệ sinh thái nông nghiệp và việc bảo vệ cây trồng vật nuôi 6

1.2 Khái niệm đấu tranh sinh học (ĐTSH) và nhiệm vụ của nó 14

1.3 Lịch sử phát triển các biện pháp ĐTSH 15

Chương 2 CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐTSH 18

2.1 Các dạng quan hệ chính trong quần xã sinh học 18

2.2 Cân bằng tự nhiên và biện pháp sinh học 19

2.3 Tính chuyên hóa của thiên địch và ý nghĩa của nó trong các biện pháp ĐTSH 22

2.4 Hướng sử dụng tác nhân sinh học trong ĐTSH bảo vệ cây trồng 24

Chương 3 CÁC NHÓM SINH VẬT LÀ THIÊN ĐỊCH CỦA CÁC LOÀI DỊCH HẠI NÔNG NGHIỆP 29

3.1 Các sinh vật kí sinh 29

3.2 Các sinh vật ăn thịt 36

3.3 Các nhóm sinh vật khác là TĐ của DH nông nghiệp 39

Chương 4 NHỮNG THÀNH TỰU CỦA ĐẤU TRANH SINH HỌC…………41

*Những thành tựu cơ bản của ĐTSH trên thế giới và Viê ̣t Nam 44

Chương 5 MỘT SỐ PHƯƠNG HƯỚNG HIỆN ĐẠI TRONG ỨNG DỤNG ĐTSH 45

5.1 Phòng trừ tổng hợp 45

5.2 Biện pháp di truyền 46

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 47

3

LỜI MỞ ĐẦU

Trong tự nhiên vốn có hiện tượng sinh vật này tiêu diệt sinh vật kia, hoặc khống chế, kìm hãm sinh vật kia…những hiện tượng đó được gọi là đấu tranh sinh học

Nhằm bảo vệ sự đa dạng sự đa dạng sinh vật, lương thực thực phẩm không

có tồn đọng thuốc bảo vệ thực vật thì chúng ta phải lợi dụng các hiện tượng đấu tranh sinh học, do đó việc dạy kiến thức Đấu tranh sinh học và ứng dụng là cần thiết đối với sinh viên cao đẳng sư phạm để sau này họ có thể dạy sinh học và môi trường cho học sinh THCS

Để cung cấp cho sinh viên cuốn tài liệu vừa chứa đựng kiến thức đồng thời hướng dẫn cách tự học, tự nghiên cứu lĩnh vực khoa học này, chúng tôi đã thiết

kế bài giảng “Đấu tranh sinh học và ứng dụng”

Cuốn bài giảng này gồm:

+ Chương 1: Mở đầu

+ Chương 2: Cơ sở lí luận của ĐTSH

+ Chương 3: Các nhóm sinh vật là thiên địch của các loài dịch ĐTSH

+ Chương 4: Những thành tựu của ĐTSH

+ Chương 5: Một số phương hướng hiện đại trong ứng dụng

4

MỘT SỐ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

Dịch hại: DH

Đấu tranh sinh học: ĐTSH

Hê ̣ sinh thái: HST

Hê ̣ sinh thái nông nghiê ̣p: HSTNN

Quần xã nông nghiê ̣p: QXNN

Sinh vâ ̣t: sv

Thiên đi ̣ch: TĐ

Đạo đức nghề nghiệp: có trách nhiệm dạy học học sinh lớp 7 biết rõ khái

niệm đấu tranh sinh học và các biện pháp đấu tranh sinh học

+ Năng lực phát triển nghề nghiệp:

Năng lực 5: năng lực tự học môn Đấu tranh sinh học và ứng dụng

Năng lƣ̣c 6: năng lực nghiên cứu lĩnh vực khoa học Đấu tranh sinh học và ứng dụng

6

Chương 1 MỞ ĐẦU

 Mục tiêu: sau khi học xong chương này sinh viên có thể

Nêu được HSTNN So sánh hệ sinh thái tự nhiên và hệ sinh thái nông nghiệp

Nêu đươ ̣c khái niệm DH và TĐ Phân biệt dịch hại và thiên địch

Nêu đươ ̣c khái niệm và nhiệm vụ của ĐTSH

Nêu đươ ̣c 2 nguyên lí và 5 nhóm phương pháp trong việc đấu tranh phòng chống dịch hại Phân tích ưu nhược điểm của mỗi nhóm phương pháp Hãy đánh giá nhóm phương pháp được sử dụng hiệu quả nhất của địa phương

Trình bày được 4 giai đoạn của lịch sử các biện pháp ĐTSH Dựa vào đặc điểm của 4 thời kì trong lược sử để đánh giá giá trị của mỗi thời kì, phân tích ưu nhược điểm của mỗi thời kì

 Những yêu cầu sinh viên phải chuẩn bị trước khi học

1) Thế nào là một hệ sinh thái?

2) Anh (chị) hãy tìm hiểu các phương pháp chống lại DH, bảo vệ sản xuất

ở địa phương, hãy nêu ưu và nhược điểm của mỗi phương pháp đó

 Nội dung bài giảng

1.1 Hệ sinh thái nông nghiệp và việc bảo vệ cây trồng vật nuôi

1.1.1 Khái niệm cơ bản

1.1.1.1 Hệ sinh thái nông nghiệp (HSTNN): đó là hệ sinh thái (HST) nhân tạo do con người tạo ra phục vụ mục đích sản xuất nông nghiệp, trong đó nhóm các loài tạo nên các hệ thống sản xuất khác nhau gọi là quần xã nông nghiệp (QXNN)

Ví dụ: Những cánh đồng cây lương thực, thực phẩm, các khu chăn thả gia súc, các hồ ao cá…

7

+ Mối quan hệ dinh dưỡng được phân định một cách đơn giản, thường là có một loài thực vật đóng vai trò sinh vật (sv) sản xuất và một vài loài động vật sử dụng nó (sv tiêu thụ), chuỗi thức ăn thường ngắn và thẳng

+ Đặc biệt, trong các hệ sinh thái (HST) tự nhiên do hiện tượng khống chế sinh học nên có khả năng tự điều chỉnh Còn trong các HSTNN không có cơ chế

tự điều chỉnh hoặc tự điều chỉnh rất yếu, vì thế có những loài động vật trong HST này sinh sản một cách vô tội vạ, không bị hạn chế bởi nguồn dinh dưỡng

Ví dụ: Khi con người trồng một loài cây nào đó trên một cánh đồng lớn thì các loài sử dụng chúng (thường là côn trùng) có cả một nguồn dự trữ thức ăn vô tận, sinh sản của chúng tăng lên, kẻ thù của chúng thì rất ít Do đó số lượng cá thể của quần thể động vật tăng lên một cách nhanh chóng Để bảo vệ quyền lợi của mình con người coi loài động vật đó là dịch hại (DH) và ra tay tiêu dịch chúng Như vậy sự điều chỉnh ở đây có sự can thiệp của bàn tay con người

1.1.1.2 Dịch hại : là loài sv có tác động xấu đến chất lượng và số lượng sản phẩm, năng xuất của các loài trong QXNN Nói cách khác là các loài gây hại cho QXNN bằng cách dùng các loài này làm thức ăn hoặc gây bệnh (thường là sv tiêu thụ bậc 1) Đặc trưng cơ bản của các loài DH là thường chỉ sống bằng một loại cây trồng (ăn một loại thức ăn), hơn là là các loài DH có khả năng thích nghi cao đối với sự biến đổi của các loài QXNN

Quan niệm vật có lợi và vật có hại chỉ là tương đối, trong điều kiện này thì

có thể nó là loài có hại, nhưng trong điều kiện khác thì lại là loài có lợi

Ví dụ 1: Diều hâu (Butco butco) được coi là loài chim có lợi vì nó bắt chuột

bảo vệ mùa màng, nhưng khi nó bắt gà con thì nó thì nó lại là loài có hại

Ví dụ 2: Chim sẻ ăn thóc thì bị coi là có hại nhưng nó cũng bắt sâu thì lại được coi là có lợi

Nói chung các động vật trong một điều kiện nào đó gây tổn thất cho nền kinh tế hoặc sức khỏe của con người đều được coi là sinh vật có hại

8

Bô ̣ hình 1.1 Năm loài sâu ha ̣i xuất hiê ̣n liên tu ̣c và phổ biến trong nhà lưới

9

1.1.1.3 Thiên địch (TĐ): là sinh vật mà trong hoạt động sống của mình có ảnh hưởng xấu đến đời sống của các loài DH (Thường là loài ăn thịt, kí sinh, gây bệnh cho dịch hại)

Trong HSTNN TĐ thường là các sinh vật tiêu thụ bậc 2 Nói chung các loài

TĐ có tính chất chuyên hóa cao, chúng thường lấy một loài hoặc một vài loài gần nhau làm thức ăn hoặc vật chủ để kí sinh Mặt khác vòng đời của chúng thường trùng hợp với vòng đời dịch hại khi chúng tác động mạnh nhất lên loài đó

Bô ̣ hình 1.2 Tuyến

trùng xâm hại rễ cây làm biến dạng rễ cây

Chú

thích:các hình thức kí sinh cu ̉a tuyến trùng ở rễ cây 1- tuyến trùng nội kí sinh trong, 2-truyến ngoại kí

sinh, tuyến trùng bán nội kí sinh

3-10

Bô ̣ hình 1.3 Bốn loài thiên đi ̣ch 1.1.2 Các phương pháp chống lại DH, bảo vệ sản xuất

1.1.2.1 Những nguyên lí cơ bản

Để bảo vệ các vật nuôi (VN) cây trồng (CT), con người đã sử dụng hàng loạt các biện pháp khác nhau để phòng chống DH Có hai nguyên lí cơ bản trong việc đấu tranh chống lại các DH là tiêu diệt và dự báo sinh sản của DH

Thông thường người ta hy vọng nhanh chóng giải thoát VN CT khỏi DH và tiến tới tiêu diệt chúng Nhưng việc tiêu diệt hoàn toàn dịch hại lại làm phá vỡ mối cân bằng phức tạp của tự nhiên và một số loài sâu bệnh lâu nay bị ức chế do loài DH kia lại có điều kiện thuận lợi phát triển một cách nhanh chóng

Các biện pháp phòng trừ DH đòi hỏi phải áp dụng một tổ hợp các phương pháp khác nhau, trong đó không nhất thiết phải loại bỏ một phương pháp nào Tùy theo mục đích người ta chia các phương pháp phòng chống DH làm 3 nhóm: + Phương pháp tiêu diệt (bẫy, hóa chất, bắt bằng tay)

+ Phương pháp hấp dẫn (thức ăn có mùi, chất dẫn dụ giới…)

+ Các phương pháp xua đuổi (tiếng kêu kẻ thù, chất xua đuổi…)

Người ta áp dụng nhiều phương pháp kĩ thuật khác nhau để đấu tranh chống lại DH Có thể có các nhóm phương pháp sau:

+ Các phương pháp kĩ thuật canh tác: đây là những biện pháp chủ yếu và tích cực trong việc phòng chống DH nông nghiệp, nó bao gồm cả việc chọn giống, bố trí thời vụ, gieo trồng, bón phân và kĩ thuật làm đất…

Ví dụ: việc luân canh vừa có tác dụng sử dụng độ màu mỡ của đất một cách hợp lí, vừa làm gián đoạn sự phát triển của một số sâu hại, phòng ngừa được sự bột phát số lượng một số loài sâu

Việc làm đất đúng kĩ thuật và gieo trồng đúng thời vụ làm giảm đáng kể tác hại của sâu bệnh, vì trứng và ấu trùng sâu bệnh thường ở trong đất, khi cày xới chúng bị chết hoặc bị phơi lên mặt đất làm mồi cho chim chóc Thực tế cho thấy làm đất từ 1-3 lần thì số ấu trùng sâu bệnh giảm 3-8 lần

+ Các phương pháp cơ khí: chủ yếu tiêu diệt DH bằng cách tay hoặc dùng bẫy, phương pháp này hiệu quả chậm tốn nhiều công sức

+ Các phương pháp vật lí: chủ yếu là dùng bẫy thu hút côn trùng bằng ánh sáng hoặc siêu âm để tập trung chúng lại rồi tiêu diệt Phương pháp này thường

 Tiêu diệt không có chọn lọc, không phân biệt được sâu hại và động vật có lợi Mặc khác các chất độc theo dây truyền thức ăn tác động đến các động vật là

kẻ thù tự nhiên của sâu hại (ví dụ chim…) làm phá hủy cân bằng sinh thái tự nhiên Từ đó có khi dẫn đến kết cục xấu hơn cái mà người ta mong đợi, làm năng suất CT giảm sút, những vụ sau xuất hiện nhiều sâu bệnh hơn

 Nhiều sâu hại có khả năng lờn thuốc, đó là phản ứng thích ứng tự nhiên của các loài sinh vật Vì thế người ta phải tăng liều lượng khi xử lí thuốc ở các lần sau và càng nguy hiểm cho các sv xung quanh, kể cả con người

 Các hóa chất diệt không những tác động lên động vật mà còn ảnh hưởng lên chính cơ thể cây trồng-các loại CT Chúng làm yếu thực vật, làm giảm khả năng tiết ra những chất tự bảo vệ-các Phytoxit- và rõ ràng làm giảm năng suất mùa màng

 Hạn chế lớn nhất của phương pháp hóa học là làm giảm ô nhiễm môi trường (kể cả nước, đất và không khí) Đa số các loài thuốc trừ sâu diệt cỏ là những chất hữu cơ khó phân hủy và rất độc, nhất là các dẫn xuất photpho và clo hữu cơ Vì thế khi sản xuất hoặc sử dụng các loài thuốc trừ sâu diệt cỏ có thể gây

ô nhiễm cả một vùng rộng lớn có khi đến hàng trăm cây số

 Việc ô nhiễm môi trường do thuốc trừ sâu trước hết gây hại cho nhiều loài động vật và thực vật, nhất là các loài chim và thú ăn thịt Chúng trở thành những vật chỉ thị cho mức độ ô nhiễm môi trường

Trong điều kiện hiện nay các biện pháp hóa học còn có một vai trò tích cực nhất định trong việc chống lại dịch hại nông nghiệp

+ Các phương pháp sinh học: các phương pháp sinh học khác nhau chiếm

vị trí chính yếu trong các phương pháp chống DH nông nghiệp vì nó không gây

13

nguy hiểm, nhất là đối với các vùng trồng trọt cây xanh của các thành phố Bởi vì khi sử dụng các chất độc ở thành phố không tránh khỏi sự tiếp xúc của dân cư với vùng được xử lí, do đó di chứng độc hại của các chất độc có xác suất cao nhất Mặt khác, trong sản xuất nông, lâm nghiệp việc sử dụng các biện pháp sinh học là cần thiết để bảo vệ môi trường, tài nguyên thiên nhiên và sức khỏe con người vì các biện pháp sinh học tác động một cách có chọn lọc lên từng đối tượng, không gây ô nhiễm môi trường, không độc đối với con người và các sv khác, đảm bảo tính cân bằng sinh thái trong tự nhiên và thường có hiệu quả cao, không phá hủy HST mà chỉ điều chỉnh số lượng tương đối của các quần thể tham gia vào quần xã sv của HST

Sơ đồ1.1 Tóm tắt các phương pháp bảo vệ thực vâ ̣t

Các phương pháp bảo vệ thực vật

- Làm đất, tiêu diê ̣t nguồn

bê ̣nh

- Chăm bón tưới tiêu phòng sâu bê ̣nh

- Thu hoạch nhanh gọn chống rơi vãi

- Vệ sinh đồng ruô ̣ng

Hóa học:

- Sử dụng các loại thuốc hóa học bảo vệ thực vâ ̣t không gây đô ̣c hại

- Ứng dụng kĩ thuâ ̣t 4 đúng

Sinh ho ̣c:

- Sử du ̣ng các chế phẩm sinh học

- Nhân nuôi thả

côn trùng

có ích

-Ứng dụng các biê ̣n pháp

di truyền

- Sử du ̣ng các dạng chất điều tiết sinh học

Vâ ̣t lí:

- Sư ̉ dụng nhiê ̣t ánh sáng tia

- Sư ̉ dụng phóng

xạ

Sử du ̣ng các vật mang thông tin

Kiểm dịch thực

vâ ̣t:

- Phân vùng sâu

bê ̣nh, ngăn ngừa lây lan

- Ngăn ngừa sinh

vâ ̣t ngoa ̣i lại xâm hại

- Kiểm dịch biên giới cảng

vâ ̣n chuyển

14

Hiê ̣n nay, ngoài các phương pháp trên còn thêm phương pháp kiểm di ̣ch để bảo vệ thực vật, các phương pháp trên vẫn còn có vai trò to lớn trong việc chống dịch hại nhưng người ta đang thay đổi trong mỗi phương pháp để hướ ng tới không làm ô nhiễm môi trường

Ngày nay trong việc phòng chống các dịch hại nông nghiệp người ta thường

áp dụng các biê ̣n pháp liên hoàn Trước hết là sử dụng ưu thế tối đa của tự nhiên, của quần xã nông nghiệp đồng thời cho phép sử dụng một cách hạn chế các phương pháp khác để đạt hiệu quả cao Sử dụng biện pháp phòng trừ dịch hại tổng hợp

1.2 Khái niệm đấu tranh sinh học (ĐTSH) và nhiệm vụ của nó

1.2.1 Sự phát triển khái niệm về ĐTSH (biological control of aricultural pests)

ĐTSH hay là “Biện pháp sinh học phòng chống các DH nông nghiệp” là thuật ngữ dùng để chỉ các phương pháp sinh học được sử dụng trong việc bảo vệ mùa màng Từ xa xưa, con người đã biết áp dụng các biện pháp ĐTSH thông qua kinh nghiệm sản xuất Thành công đầu tiên trong thực tiễn ĐTSH đạt được từ

năm 1889 khi người ta dùng bọ rùa Rodolia cardinalis nhập từ Australia để diệt rệp sáp Icerya purchasi hại cam quýt ở California Thế nhưng hồi đó người ta chỉ

dùng cách gọi “ sử dụng côn trùng kẻ thù của sâu hại” Mãi đến năm 1919 thuật ngữ “ĐTSH” (Biological contron) mới được Smith đề nghị Tuy nhiên mãi đến sau năm 1930 nó mới được sử dụng trong các sách vở, công trình nghiên cứu Ngày nay thuật ngữ này đã trở nên phổ biến

Theo Sweetman (1958) thì ĐTSH với nghĩa rộng bao gồm cả việc sử dụng kháng sinh trong y tế, việc sử dụng sv sống để trừ động vật, cỏ dại, côn trùng và bệnh hại CT

Năm 1964 De Bach đề nghị cần có 2 định nghĩa, một định nghĩa phục vụ cho ý nghĩa sinh thái cơ bản mô tả các kết quả hoạt động của các TĐ Một định nghĩa khác mô tả hoạt động của con người trong việc sử dụng ĐTSH

15

Năm 1972 Doutt đã định nghĩa: ĐTSH (hay biện pháp sinh học) là sự sử dụng một cách rất thông minh các loài kí sinh, ăn thịt để khống chế các quần thể các loài gây hại Đây là chiến lược dùng để điều kiển loài hại bằng phương pháp rất hiệu nghiệm và tương hợp tuyệt với với sự duy trì chất lượng môi trường xung quanh

Coppel và Mertins (1977) đã đưa ra 2 định nghĩa:

+ Định nghĩa thứ nhất: ĐTSH là việc con người đưa thêm các loài kí sinh,

ăn thịt hoặc vi sinh gây bệnh vào quần thể của loài động vật hay thực vật gây hại nhằm tiêu diệt chúng

+ Định nghĩa thứ hai với nghĩa rộng: ĐTSH là việc con người sử dụng những sv sống hoặc sản phẩm hoạt động sống của chúng để làm giảm mật độ quần thể côn trùng gây hại và tạo ra những điều kiện thuận lợi cho hoạt động có ích của chúng

Năm 1971, Tổ chức ĐTSH thế giới đã định nghĩa như sau: “ĐTSH là việc

sử dụng những sv sống hay các sản phẩm hoạt động sống của chúng nhằm ngăn ngừa hoặc làm giảm bớt tác hại do các sv gây ra” (IOBC 1971)

1.2.2 Nhiệm vụ và nội dung chủ yếu của ĐTSH

Theo định nghĩa trên thì ĐTSH bao gồm những nội dung sau:

+ Nghiên cứu các biện pháp sinh học để sử dụng các sv có ích để trừ các loài DH Những tác nhân sv bao gồm virus, vi khuẩn, nấm, côn trùng ăn thịt, nhện ăn thịt, chim, bò sát, thú…

+ Nghiên cứu các biện pháp sử dụng các sản phẩm hoạt động sống của sv

để chống DH nông nghiệp

Ngày nay người ta đã đưa vào ĐTSH cả những thành tựu kĩ thuật, công nghệ sinh học để tạo ra những giống CT chống sâu bệnh hoặc các sản phẩm có tác du ̣ng như một loại thuốc trừ sâu, diệt cỏ sinh học trong việc bảo vệ mùa màng

Ví dụ: chế phẩm BT sản xuất từ vi khuẩn Bacillus thuringiensis

1.3 Lịch sử phát triển các biện pháp ĐTSH

Có thể chia thành 4 giai đoạn

+ Cuốn “De Animalibus Insectis” của Aldrovandi (1962) mô tả kí sinh ở

côn trùng: ong kén trắng Apanteles glomeratus kí sinh trên sâu non loài bướm

Pieris rapae

+ Đầu thế kỉ XVII có nhiều tài liệu về côn trùng kí sinh và ăn thịt (Reaumur, De Gear, E-Darwin, Linnaus)…

+ 1874, nhập nội bọ rùa 11 chấm Coccinella undecimpuntata từ Anh vào

New Zealand để chống chế rệp muỗi

+ 1882, Saunder nhập ong mắt đỏ Trichogramma minutum (từ Mỹ về Canada để trừ loài ong ăn lá Nematus ribesii

1.3.2 Từ 1888-1940

Thành công của việc trừ rệp sáp Icerya purchasi hại cam quýt ở California bằng nhập nội bọ rùa Rodolia cardinalis từ Astralia đã đánh dấu bước ngoặc lớn trong việc dùng biện pháp sinh học để phòng chống DH bảo vệ CT

Sau này ĐTSH được nghiên cứu sâu và áp dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới về các mặt: chống côn trùng, trừ sâu hại, trừ cỏ dại…

Thời kì này có nhiều công trình tuyệt vời đóng góp cả về lí thuyết lẫn thực tiễn cho khoa học để bảo vệ cây trồng vật nuôi

1.3.3 Từ 1940-1960

Tìm ra DDT và hàng loạt thuốc trừ sâu hóa học ra đời, việc áp dụng ĐTSH

bị chững lại Nhưng việc nghiên cứu vẫn được tiến hành sâu rộng nhất là từ năm

1950

Để nâng cao hiệu quả người ta đã tiế n tới áp dụng các biện pháp phòng trừ tổng hợp không độc, không ô nhiễm môi trường

 Câu hỏi cuối chương

1) So sánh những điểm giống nhau và khác nhau giữa HSTNN và HST tự nhiên

2) Hãy liệt kê các phương pháp chống lại DH để bảo vệ sản xuất Ở địa phương anh (chị) người ta chưa áp dụng những phương pháp nào? Vì sao?

3) Hãy nêu lịch sử phát triển các biện pháp ĐTSH, anh (chị) hãy phân tích những thành công và những tồn tại của mỗi thời kì

18

Chương 2 CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐTSH

 Mục tiêu : sau khi học xong chương này sinh viên có thể:

Nêu đươ ̣c 3 mối quan hệ giữa các loài trong quần xã được sử dụng trong ĐTSH, Phân tích từng mối quan hệ đó

Nêu đươ ̣c vai trò của 3 nhóm TĐ (theo tiêu chí TĐ tùy theo mức độ chuyên hóa) trong việc hạn chế DH Phân tích vai trò của 3 nhóm TĐ trong việc điều hòa cân bằng tự nhiên của quần thể DH

Nêu đươ ̣c khái niệm cân bằng tự nhiên, phân tích 2 loại điều hòa tự nhiên trong quần xã

Nêu đươ ̣c các hướng sử dụng tác nhân sinh học trong ĐTSH bảo vệ CT Trình bày đươ ̣c các hướng sử dụng tác nhân sinh học trong ĐTSH tại địa phương Giải thích đươ ̣c lí do vì sao địa phương lại có hướng sử dụng tác nhân

đó

Nhận định đươc hướng sử dụng tác nhân nào sẽ đem lại hiệu quả nhất tại địa phương

 Những yêu cầu sinh viên phải chuẩn bị trước khi học chương này

1) Liệt kê các mối quan hệ sv có trong quần xã

2) Thế nào là cân bằng động, tại sao trong quần xã lại có sự cân bằng động? Theo anh (chị) cơ chế cân bằng tự nhiên được thiết lập dựa trên cơ sở nào?

 Nội dung bài giảng

2.1 Các dạng quan hệ chính trong quần xã sinh học

2.1.1 Mối quan hệ giữa các loài trong quần xã được sử dụng trong ĐTSH

Mối quan hệ giữa các loài trong quần xã được sử dụng trong ĐTSH là các mối quan hệ đối kháng

2.1.1.1 Mối quan hệ con mồi -vâ ̣t ăn thịt: là hiện tượng một loài săn bắt loài khác làm thức ăn và thường dẫn đến cái chết của con mồi trong thời gian rất ngắn Mối quan hệ này có những đặc điểm là loài ăn thịt có kích thước lớn hơn con mồi, loài ăn thịt tiêu diệt nhiều con mồi làm thức ăn (nguyên tắc tháp), loài ăn thịt tự tìm kiếm con mồi

19

Ăn thịt là kiểu dinh dưỡng nguyên thủy hơn kí sinh Có 2 kiểu ăn mồi là nhai con mồi kiểu miệng nhai và hút dịch dinh dưỡng từ con mồi nhờ kiểu miệng chích hút (tiêu hóa ngoài) Loài ăn thịt tạo vết thương trên con mồi, truyền dịch tiêu hóa vào con mồi và hút phần dịch đã hoàn toàn phân hủy, bỏ lại xác con mồi

2.1.1.2 Mối quan hệ vâ ̣t chủ-vâ ̣t kí sinh:

Bondarenko (1978) định nghĩa: kí sinh là loài sv sống nhờ vào loài sv khác trong một thời gian dài, dần dần làm vật chủ chết hoặc suy nhược Có hai loại kí sinh là kí sinh trong và kí sinh ngoài

Kí sinh trong là loài kí sinh sống bên trong cơ thể vật chủ và tiết độc tố làm ảnh hưởng đến sức khỏe của vật chủ

Kí sinh ngoài là loài kí sinh sống bên ngoài da vật chủ và hút dinh dưỡng từ

cơ thể vật chủ

2.1.1.3.Mối quan hệ kháng sinh: (quan hệ đối kháng giữa các sinh vật), loài sv này tiết ra chất hóa học làm kìm hãm, lấn át sự phát triển của loài khác (hãm sinh) Chất kháng sinh thường do vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm thực vật bậc cao tiết

Chuỗi thức ăn trong HSTNN thường rất đơn giản, chỉ gồm từ 3-4 mắt xích thức ăn Trong đó các CT là sv sản xuất (P1), các loài DH là sv tiêu thụ bậc 1 (C1), các loài TĐ là sv tiêu thụ bậc 2 (C2)

2.2 Cân bằng tự nhiên và biện pháp sinh học

2.2.1 Cân bằng tự nhiên

Cân bằng tự nhiên là duy trì trạng thái ổn định trong tất cả các mối quan hệ của quần xã

20

Trong một HST, quần xã sv có thể tồn tại hàng trăm năm với vẻ bên ngoài hầu như không thay đổi Tuy nhiên, bên trong từng cá thể thường xuyên bị thay đổi như vậy quần xã sv luôn ở thế cân bằng động Cân bằng tự nhiên là khuynh hướng tự nhiên của các quần xã sv có số lượng cá thể không giảm tới mức triệt tiêu cũng không tăng tới mức vô tận

Đó là quá trình tự điều chỉnh trên cơ sở dòng năng lượng cung cấp cho hệ thống có hạn và thông qua mối quan hệ giữa các cá thể trong quần thể

Cơ chế cân bằng tự nhiên là cuộc “Đấu tranh sinh tồn” như Darwin đã đề cập Cuộc đấu tranh sinh tồn xảy ra giữa các cá thể cùng loài và khác loài hoặc với điều kiện môi trường Nhờ đó mà sự cân bằng tự nhiên được thiết lập

Cân bằng tự nhiên có hai loại là cân bằng trong quần xã và cân bằng trong quần thể

2.2.2 Điều hòa tự nhiên

Sự cân bằng tự nhiên thường xuyên được duy trì thông qua mối quan hệ dinh dưỡng giữa các loài trong quần xã Thực ra mối quan hệ giữa các loài trong quần xã không bao giờ được ổn định một cách tuyệt đối, cân bằng tự nhiên luôn luôn dao động và bản thân các quần thể cũng thường xuyên biến đổi Sự biến đổi này được giới hạn trong một mức độ nhất định nào đó gọi là điều hòa tự nhiên Điều hòa tự nhiên là sự duy trì mật độ trung bình đặc trưng của một quần thể sv trong phạm vi giới hạn trên và giới hạn dưới trong một thời gian nào đó dưới tác động của các nhân tố vô sinh hay nhân tố hữu sinh của môi trường

Do điều hòa tự nhiên mà mỗi quần thể có một mật độ trung bình nhất định (coi như không đổi ở một địa phương nào đó) Mật độ trung bình thay đổi theo điều kiện sống ở các nơi khác nhau do điều kiện môi trường thay đổi, nên mật độ

có thể cao, thấp Nếu môi trường ổn định thì mật độ trung bình của loài ổn định trong một thời gian khá dài

Điều hòa tự nhiên bao gồm điều hòa sinh học (do tác động của các quần thể sinh học lên nhau) và điều hòa do điều kiện môi trường

Điều hòa sinh học: nếu thức ăn đầy đủ, vắng thiên địch thì số lượng của quần thể đó lớ n hơn số lượng trung bình và ngược lại Số lượng trung bình là sự

Số lượng trung bình của loài và ngay cả sự tồn tại của loài phụ thuộc vào sự tác động tổng hợp của các nhân tố sinh thái của môi trường Tác động này làm thay đổi: sức sinh sản, mức đô ̣ tử vong, di cư và nhập cư

Có hai nhóm yếu tố môi trường tác động lên quần thể là nhóm yếu tố không phụ thuộc mật độ và nhóm yếu tố phụ thuộc mật độ

Nhóm các yếu tố không phụ thuộc mật độ: các yếu tố vô sinh, tác động ngẫu nhiên lên quần thể, ảnh hưởng đến mật độ quần thể nhưng không có tác dụng điều hòa mật độ

Nhóm các yếu tố phụ thuộc mật độ: các yếu tố sinh học như cạnh tranh, ăn thịt, kí sinh….Với mật độ quần thể càng cao thì các yếu tố này tác động càng mạnh, các yếu tố này có tác dụng điều hòa số lượng cá thể của quần thể

2.2.3 Vai trò của TĐ trong việc hạn chế số lượng DH

Các loài TĐ có vai trò rất quan trọng trong việc điều hòa tự nhiên: hạn chế

số lượng cá thể của quần thể DH ở mật độ phù hợp, không gây hậu quả thiệt hại

về mùa màng

Năm 1925 Lotka đã đưa ra các phương trình toán học về mối quan hệ này

Và sau đó 1, năm độc lập với Loka, Volterra cũng đã công bố các phương trình tương tự, nên người ta gọi chung là phương trình Lotka-Volterra-Mối quan hệ ăn thịt:

N1, N2 số lượng cá thể của quần thể vật mồi và vật ăn thịt

r1: tốc độ tăng trưởng của vật mồi

22

N1, N2 là tần số gặp nhau giữa vật ăn thịt và vật mồi

Vật ăn thịt (kí sinh) thay đổi chậm hơn vật mồi (vật chủ) thường ¼ chu kì

TĐ có thời gian chậm trễ càng ngắn càng có lợi, hiệu quả điều hòa số lượng DH của TĐ phụ thuộc vào chính mật độ quần thể của chúng Phản ứng nhanh và theo chiều thuận thì càng có lợi

TĐ thường có 2 kiểu phản ứng trước sự thay đổi mật độ của DH

+ Phản ứng chức năng: là phản ứng tập tính chính của các loài ăn thịt (kí sinh) với sự thay đổi mật độ của con mồi

Phản ứng chức năng thuận: tăng tập tính hoạt động tiêu diệt con mồi (vật chủ) của vật ăn thịt (kí sinh) khi có sự gia tăng mật độ quần thể con mồi Kết quả làm tăng số lượng cá thể con mồi bị tiêu diệt bởi từng cá thể TĐ Vì vậy số lượng

cá thể dịch hại giảm dần

Phản ứng chức năng nghịch: giảm tập tính hoạt động tiêu diệt khi mật độ cá thể của quần thể DH tăng lên

Phản ứng chức năng mang đặc điểm tổng hợp và có ở nhiều loài động vật

có xương sống và động vật không xương sống Nó biểu hiện ở cường độ tấn công, số lần tấn công trong một đơn vị thời gian và khoảng cách giữa các lần tấn công

+ Phản ứng số lượng là sự biến đổi số lượng cá thể quần thể TĐ khi mật độ quần thể DH thay đổi Sự biến đổi này là sự thay đổi tỉ lệ sinh sản, tỉ lệ sống sót,

sự du nhập hay sự rời bỏ quần thể Phản ứng chức năng tạo tiền đề cho phản ứng

số lượng Phản ứng số lượng cũng có 2 dạng là phản ứng thuận và nghịch Phản ứng số lượng nhanh và mạnh là một đặc điểm quan trọng của TĐ làm tăng tỉ lệ chết của DH

Để việc tiêu diệt dịch có hiệu quả cao thì các phản ứng của TĐ trước sự thay đổi của dịch hại là phản ứng thuận, phải đồng thời phải có tác động cả hai loại là phản ứng chức năng và phản ứng số lượng

2.3 Tính chuyên hóa của thiên địch và ý nghĩa của nó trong các biện pháp ĐTSH

2.3.1 Các nhóm thiên địch theo quan hệ thức ăn

23

Thiên địch đơn thực: là những loài thiên địch chỉ sử dụng một hoặc hai loài rất gần gũi nhau về quan hệ họ hàng (theo phân loại) để làm vật chủ hoặc con mồi Nhóm này thường ít gặp trong tự nhiên

Ví dụ: ong xanh ăn trứng sâu đục thân hai chấm Tetrastichus schoenobii

Thiên địch hẹp thực: là những loài kí sinh hay ăn thịt chỉ dùng vài loài vật chủ hoặc con mồi thuộc 1 họ Nhóm này có nhiều trong tự nhiên

Ví dụ: ong kén trắng Apanteles ruficrus kí sinh trên các loài sâu cắn gié

Thiên địch đa thực: là loài sử dụng nhiều loài DH khác nhau để làm con mồi hoặc vật chủ Nhóm này khá phổ biến

Ví dụ: Ruồi kí sinh Compsilura concinnata có khoảng 200 vâ ̣t chủ (theo

Clousen 1956)

Sự phân chia các nhóm trên chỉ mang tính chất tương đối và mang tính chất nhân tạo vì nhiều loài biến đổi thức ăn hoặc kí chủ trong suốt đời sống của mình Hơn nữa sự phân chia trên chưa phản ánh được đặc trưng mối quan hệ giữa chúng với kí chủ

2.3.2 Các nhóm TĐ tùy theo mức độ chuyên hóa

- TĐ không chuyên tính: gồm các loài đa thực, không có một loại con mồi/vật chủ nhất định

- TĐ chuyên tính chia làm 2 nhóm là thiên địch chuyên tính hẹp và thiên địch chuyên tính rộng

+ TĐ chuyên tính hẹp: gồm các loài đơn thực rất hẹp thực chỉ thích ứng với 1-2 loài vật chủ/con mồi

+ TĐ chuyên tính rộng: gồm các loài TĐ hẹp thực

-Sự chuyên tính của TĐ được xác định bởi:

+ Mức độ trùng hợp giữa chu kì phát triển của TĐ với chu kì phát triển của con mồi chính hay vật chủ chính

+ Mức độ giống nhau về yêu cầu điều kiện môi trường

+ Sự trùng hợp thời kì hoạt động của TĐ với giai đoạn phát dục của con mồi mà TĐ ưa thích