Nghiên cứu các biện pháp bảo tồn thiên địch của rầy nâu (Nilaparavata lugens Stål) hại lúa tại cần Thơ

MỞ ĐẦU 1. Tính cần thiết của đề tài Thành phố Cần Thơ nằm ở trung tâm Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là một trong những thành phố có diện tích đất canh tác tương đối khá lớn. Tổng diện tích đất nông nghiệp trên 115.000 ha, trong đó đất trồng lúa chiếm tương đương 90.000 ha. Mặc dù đã có nhiều giải pháp nâng cao năng suất, chất lượng trong thâm canh cây lúa, nhưng rầy nâu, bệnh vàng lùn, lùn xoắn lá vẫn phát sinh và gây hại. Thuốc trừ sâu, đặc biệt là nhóm cúc tổng hợp và lân hữu cơ, diệt cả nhóm bắt mồi ăn thịt và nhóm ký sinh, côn trùng gây hại phát triển và tăng số lượng không bị khống chế (Heong, 2015). Các nhà khoa học cũng chỉ ra rằng sự bùng phát dịch rầy nâu là do sử dụng thuốc trừ sâu quá mức (Way và Heong, 1994; Bottrell và Schoenly, 2012). Một bộ phận nông dân tăng đầu tư để duy trì năng suất kết hợp với giá cả vật tư phân bón và thuốc BVTV biến động theo chiều hướng ngày càng gia tăng nên hiệu quả sản xuất lúa vẫn còn thấp, phần nào gây khó khăn không ít cho bà con nông dân. Bên cạnh đó, nguồn thức ăn hiện diện liên tục trên đồng làm cho rầy nâu có điều kiện thích hợp để phát triển. Do đó, tiềm ẩn nguy cơ bộc phát cục bộ rầy nâu gây hại trên lúa rất cao. Cho nên rầy nâu hiện vẫn là côn trùng gây hại nghiêm trọng và phổ biến trên cây lúa ở ĐBSCL. Hệ thống canh tác lúa nước ở ĐBSCL có cơ cấu cây trồng không đa dạng, độc canh ngày càng làm giảm độ phong phú, đa dạng sinh học kém do việc thâm canh tăng vụ. Thực vật có vai trò rất quan trọng trong đời sống côn trùng vì nó là thức ăn của nhiều loài côn trùng. Các cây có hoa trên môi trường sống ngoài cây trồng trong hệ thống cây trồng có thể cung cấp nguồn thực phẩm và nơi trú ẩn cho thiên địch và cải thiện các chức năng kiểm soát tự nhiên (Zhu và ctv, 2012). Khi một loài thức ăn thích hợp và đầy đủ cho một quần thể côn trùng sẽ giúp cho các cá thể trong quần thể phát triển nhanh. Trong môi trường tự nhiên có nhiều loài côn trùng bắt mồi, ký sinh trên các loài côn trùng gây hại, hạn chế sự phát triển của quần thể côn trùng gây hại (Nguyễn Văn Huỳnh, 2012a). Việc lạm dụng thuốc hóa học trong bảo vệ mùa màng, làm thiếu nơi trú ẩn, thiếu thức ăn bổ sung cho thiên địch... nên phát huy tiềm năng sử dụng thiên địch trong phòng trừ dịch hại nói chung và dịch hại rầy nâu trên cây lúa nói riêng còn nhiều hạn chế. Hiện nay giải pháp sinh học trong phòng trừ rầy nâu bền vững đang được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm. Trong đó giải pháp bảo tồn, phát triển thiên địch rầy nâu và xu hướng sử dụng các loài thiên địch bản địa sẵn có tại khu vực cây trồng, đa dạng sinh học của côn trùng, tạo điều kiện cho các loài thiên địch phát triển để hạn chế côn trùng gây hại ngày càng được chú ý, khống chế dịch hại nhằm giảm thiểu tối đa việc ảnh hưởng của thuốc hóa học đến môi trường, sức khỏe con người, phát huy đa dạng sinh học trên ruộng lúa, cung cấp nguồn tài nguyên và môi trường sống thuận lợi cho thiên địch phát triển bằng kỹ thuật sinh thái (Gurr và ctv, 2012a) và giảm thuốc trừ sâu để bảo tồn các hệ sinh thái và đa dạng sinh học (Escalada và Heong 2012) để quản lý sâu bệnh bền vững trong sản xuất lúa là một biện pháp cần thiết. Từ cơ sở đó chúng tôi đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu các biện pháp bảo tồn thiên địch của rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal) hại lúa tại cần Thơ” nhằm nghiên cứu và tổng hợp những thành quả thực tiễn trong quá khứ, thực hiện các thí nghiệm, mô hình thực tế việc sử dụng thuốc trừ sâu hóa học để phòng trừ rầy nầu đang bị lạm dụng, nhưng kém hiệu quả và ảnh hưởng xấu đến sản phẩm và sức khỏe; tạo đa dạng sinh học bằng biện pháp bổ sung nguồn thức ăn mật hoa trong hệ sinh thái nông nghiệp là có hiệu quả làm giảm áp lực của rầy nâu để rút ra kết luận làm cơ sở khoa học xây dựng giải pháp bảo tồn thiên địch rầy nâu tại Cần Thơ.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

-

NGUYỄN VĨNH PHÚC

NGHIÊN CỨU CÁC BIỆN PHÁP BẢO TỒN

THIÊN ĐỊCH CỦA RẦY NÂU (Nilaparvata lugens Stål)

HẠI LÚA TẠI CẦN THƠ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

CẦN THƠ - 2017

MỤC LỤC

Trang phụ bìa

MỞ ĐẦU

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC

CỦA ĐỀ TÀI

6

1.2.1.1 Định nghĩa 7

1.2.2 Tính toán phân tích định lượng các chỉ số đa dạng sinh

1.3 Cơ sở nghiên cứu khoa học Rầy nâu và thiên địch 18 1.3.1 Nghiên cứu ngoài và trong nước về thành phần sâu hại và

thiên địch trên ruộng lúa

18

1.3.1.1 Những nghiên cứu của nước ngoài 18

1.3.2 Tình hình và diện tích lúa thiệt hại do Rầy nâu ở ĐBSCL 20 1.3.3 Đặc điểm sinh học, sinh thái Rầy nâu (Nilaparvata

lugens Stål)

22

1.3.5 Các biện pháp phòng trừ rầy nâu 27 1.4 Các biện pháp bảo tồn, gia tăng thiên địch 29

1.4.4 Quản lý dịch hại tổng hợp trên lúa bằng công nghệ sinh

2.1.1 Vật liệu 39

2.2.1 Khảo sát đa dạng sinh học côn trùng trên ruộng lúa tại

Cần Thơ

40

2.2.2 Nghiên cứu các biện pháp bảo tồn tập hợp của một số loài

thiên địch chính trên rầy nâu hại lúa

40

2.2.3 Xây dựng mô hình bảo tồn thiên địch của rầy nâu hại lúa 40

2.3.1 Khảo sát đa dạng sinh học côn trùng trên ruộng lúa tại

Cần Thơ

40

2.3.2 Nghiên cứu các biện pháp bảo tồn tập hợp của một số loài

thiên địch chính trên rầy nâu hại lúa

42

2.3.2.1 Ảnh hưởng của biện pháp bổ sung thức ăn đến thiên địch

của rầy nâu hại lúa

42

2.3.2.2 Ảnh hưởng của các biện pháp sử dụng thuốc trừ sâu sinh

học, thảo mộc và hóa học đến mật số sâu hại và thiên địch

43

2.3.2.3 Xử lý bờ ruộng tạo nơi cư trú cho thiên địch 46 2.3.3 Xây dựng mô hình bảo tồn thiên địch của rầy nâu hại lúa 47

3.1 Khảo sát đa dạng sinh học côn trùng trên ruộng lúa tại

Cần Thơ

51

3.1.1 Thành phần côn trùng gây hại và thiên địch trên ruộng lúa

tại huyện Thới Lai - Tp Cần Thơ

51

3.1.2 Ảnh hưởng của việc phun thuốc BVTV đến thành phần

loài côn trùng trên một số giống lúa trồng phổ biến tại Cần Thơ

59

3.1.3 Ảnh hưởng của việc phun thuốc BVTV đến mật số côn 62

trùng trên một số giống lúa trồng phổ biến tại Cần Thơ 3.1.4 Ảnh hưởng của việc phun thuốc BVTV đến đa dạng sinh

học côn trùng theo mùa vụ và giai đoạn phát triển của cây lúa

64

3.1.5 Ảnh hưởng của phun thuốc BVTV đến cơ cấu thành phần

loài sâu hại và thiên địch

66

3.1.6 Hành lang trú ẩn và ảnh hưởng của sự di chuyển, nơi trú

ẩn đến đa dạng sinh học của các loài thiên địch

69

3.2 Nghiên cứu các biện pháp bảo tồn một số loài thiên địch

chính của Rầy nâu hại lúa

72

3.2.1 Ảnh hưởng của biện pháp bổ sung thức ăn đến thiên địch

của Rầy nâu hại lúa

72

3.2.1.1 Ảnh hưởng của biện pháp bổ sung thức ăn đến mật số

Rầy nâu và thiên địch chính

72

3.2.1.2 Ảnh hưởng của biện pháp bổ sung thức ăn đến mật số côn

trùng phân theo nhóm chức năng

84

3.2.1.3 Ảnh hưởng của biện pháp bổ sung thức ăn đến sự đa dạng

và phong phú của quần thể sâu hại và thiên địch trên ruộng lúa có trồng hoa

88

3.2.2 Ảnh hưởng của các biện pháp sử dụng thuốc trừ sâu sinh

học, thảo mộc và hóa học đến mật số sâu hại và thiên địch

99

3.2.2.1 Ảnh hưởng của biện pháp sử dụng thuốc trừ sâu sinh học

đến mật số sâu hại và thiên địch

99

3.2.2.2 Ảnh hưởng của biện pháp sử dụng thuốc thảo mộc đến

mật số sâu hại và thiên địch

103

3.2.2.3 Ảnh hưởng của các loại thuốc trừ sâu phao và sâu cuốn lá

đến rầy nâu và thiên địch trên ruộng lúa

107

3.2.3 Xử lý bờ ruộng tạo nơi cư trú cho thiên địch 111 3.2.3.1 Ảnh hưởng của biện pháp xử lý bờ ruộng đến mật số rầy 111

nâu trên ruộng lúa 3.2.3.2 Ảnh hưởng của biện pháp xử lý bờ đến mật số nhện 114 3.2.3.3 Ảnh hưởng của biện pháp xử lý bờ đến mật số ong ký

3.2.3.5 Ảnh hưởng của biện pháp xử lý bờ đến mật số kiến 3

khoang, bọ rùa

118

3.3 Xây dựng mô hình bảo tồn thiên địch của rầy nâu hại lúa 120

3.3.3 Tình hình sâu bệnh và thiên địch trên ruộng 123

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ

ĐDSH Đa dạng sinh học

FAO Food and Agriculture Organization

(Tổ chức Lương nông Liên Hiệp quốc )

(Quản lý dịch hại tổng hợp)

IRRI International Rice Research Institute

(Viên nghiên cứu lúa quốc tế)

DANH MỤC BẢNG

1.1 Diện tích lúa và tỉ lệ nhiễm rầy nâu ở khu vực phía Nam từ năm

3.2 Ảnh hưởng của phun thuốc BVTV đến đa dạng sinh học côn trùng

ở các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa (Thới Lai - Tp Cần Thơ,

vụ ĐX 2010 – 2011 và HT 2011

65

3.3 Ảnh hưởng của mùa vụ đến chỉ số đa dạng sinh học của côn trùng

trên ruộng lúa (Thới Lai - Tp Cần Thơ, vụ ĐX 2010 – 2011 và

HT 2011)

66

3.4 Ảnh hưởng của phun thuốc BVTV đến chỉ số đa dạng sinh học của

côn trùng (Thới Lai - Tp Cần Thơ, vụ ĐX 2010 - 2011 và HT

2011)

69

3.5 Ảnh hưởng của bổ sung thức ăn đến mật số rầy nâu hại lúa (Thới

Lai - TP Cần Thơ, Hè Thu 2010)

73

3.6 Ảnh hưởng của bổ sung thức ăn đến mật số nhện (Thới Lai - TP

Cần Thơ, ĐX 2010 - 2011)

77

3.7 Ảnh hưởng của bổ sung thức ăn đến mật số bọ xít mù xanh (Thới

Lai - TP Cần Thơ, Hè Thu 2010)

80

3.8 Ảnh hưởng của bổ sung thức ăn đến mật số kiến 3 khoang và bọ

rùa (Thới Lai, TP Cần Thơ, vụ ĐX 2011-2012)

82

3.9 Mật số côn trùng thuộc nhóm chức năng bắt mồi (Thới Lai, TP

Cần Thơ, vụ Hè thu 2011 và ĐX 2011-2012)

85

3.10 Mật số côn trùng thuộc nhóm chức năng ký sinh (Thới Lai - TP

Cần Thơ, vụ Hè Thu 2011 và ĐX 2011-2012)

87

3.11 Mật số côn trùng thuộc nhóm chức năng gây hại (Thới Lai - TP

Cần Thơ, vụ Hè Thu 2011 và ĐX 2011-2012)

88

3.12 Ảnh hưởng của thức ăn bổ sung đến chỉ số đa dạng sinh học côn

trùng tại giai đoạn mạ (Thới Lai, TP Cần Thơ, HT 2011 và ĐX

2011-2012)

90

3.13 Ảnh hưởng của thức ăn bổ sung đến chỉ số đa dạng sinh học côn

trùng tại giai đoạn đẻ nhánh (Thới Lai, TP Cần Thơ, HT 2011 và

ĐX 2011-2012)

92

3.14 Ảnh hưởng của thức ăn bổ sung đến chỉ số đa dạng sinh học côn

trùng tại giai đoạn làm đòng (Thới Lai, TP Cần Thơ, HT 2011 và

ĐX 2011-2012)

93

3.15 Ảnh hưởng của thức ăn bổ sung đến chỉ số đa dạng sinh học côn

trùng tại giai đoạn trổ (Thới Lai, TP Cần Thơ, vụ HT 2011 và ĐX

2011-2012)

95

3.16 Ảnh hưởng của thức ăn bổ sung đến chỉ số đa dạng sinh học côn

trùng tại giai đoạn chín (Thới Lai, TP Cần Thơ, vụ HT 2011 và

3.21 Ảnh hưởng của thuốc sinh học đến mật số ong, kiến 3 khoang

(Thới Lai, TP Cần Thơ, vụ ĐX 2011-2012

103

3.22 Ảnh hưởng của thuốc thảo mộc đến rầy nâu hại lúa (Thới Lai, TP

3.24 Ảnh hưởng của thuốc thảo mộc đến mật số bọ xít mù xanh (Thới

Lai, TP Cần Thơ , vụ ĐX 2011-2012)

106

3.25 Ảnh hưởng của thuốc thảo mộc đến mật số ong và kiến 3 khoang

(Thới Lai, TP Cần Thơ, vụ ĐX 2011-2012

107

3.26 Ảnh hưởng của thuốc xử lý sâu phao, sâu cuốn lá đến mật số rầy

nâu (Thới Lai, TP Cần Thơ, vụ ĐX 2011-2012)

108

3.27 Ảnh hưởng của thuốc xử lý sâu phao, sâu cuốn lá đến mật số nhện

(Thới Lai, TP Cần Thơ, vụ ĐX 2011-2012)

109

3.28 Ảnh hưởng của thuốc xử lý sâu phao, sâu cuốn lá đến mật số bọ

xít mù xanh (Thới Lai, TP Cần Thơ, vụ ĐX 2011-2012)

110

3.29 Ảnh hưởng của thuốc xử lý sâu phao, sâu cuốn lá đến mật số ong,

kiến 3 khoang (Thới Lai, TP Cần Thơ, vụ ĐX 2011-2012)

Lai, TP Cần Thơ, vụ HT 2010)

3.37 Ảnh hưởng của biện pháp xử lý bờ đến mật số ong ký sinh (Thới

Lai, TP Cần Thơ, vụ HT 2011)

117

3.38 Ảnh hưởng của biện pháp xử lý bờ đến mật số bọ xít mù xanh

(Thới Lai, TP Cần Thơ, vụ ĐX 2010 - 2011)

118

3.39 Ảnh hưởng của biện pháp xử lý bờ đến mật số bọ xít mù xanh

(Thới Lai, TP Cần Thơ, vụ HT 2011)

118

3.40 Ảnh hưởng của biện pháp xử lý bờ đến mật số kiến 3 khoang, bọ

rùa (Thới Lai, TP Cần Thơ, v ụ Đ X 2011 - 2012)

119

3.41 Tình hình phân bón trên ruộng mô hình và ruộng đối chứng

(huyện Cờ Đỏ, Tp Cần Thơ, vụ ĐX 2013 - 2014)

3.4 Tỷ lệ các nhóm chức năng côn trùng trên các giống lúa vụ ĐX

2010-2011 (Thới Lai, Tp Cần Thơ)

63

3.5 Tỷ lệ các nhóm chức năng côn trùng trên các giống lúa vụ Hè

Thu 2011 (Thới Lai, Tp Cần Thơ)

64

3.6 Tỷ lệ cơ cấu nhóm chức năng của côn trùng (Thới Lai, Tp Cần

Thơ, năm 2011)

68

3.7 Hành lang trú ẩn và di chuyển của các nhóm chức năng ở các

giai đoạn sinh trưởng cây lúa

71

3.8 Hoa được trồng xung quanh bờ ở các lô thí nghiệm bổ sung

thức ăn cho các loài thiên địch tại huyện Thới Lai, TP Cần Thơ

(Đông Xuân 2010 -2011)

74

3.9 Ảnh hưởng của bổ sung thức ăn đến mật số rầy nâu hại lúa

(Thới Lai - TP Cần Thơ, vụ Hè Thu 2011 và ĐX 2011 - 2012)

76

3.10 Ảnh hưởng của bổ sung thức ăn đến mật số nhện (Thới Lai -

TP Cần Thơ, vụ Hè Thu 2011 và ĐX 2011 - 2012)

78

3.11 Ảnh hưởng của bổ sung thức ăn đến mật số bọ xít mù xanh

(Thới Lai, TP Cần Thơ)

Thới Lai, TP Cần Thơ, vụ Hè Thu 2011)

3.14 Rầu nâu bị nhiễm nấm xanh, vụ ĐX 2011-2012 99 3.15 Trồng cỏ trên bờ ruộng (Thới Lai, TP Cần Thơ, vụ ĐX 2011-

3.17 Diễn biến rầy nâu qua các giai đoạn sinh trưởng cây lúa tại

huyện Cờ Đỏ, TP Cần Thơ (vụ ĐX 2013-2014)

123

3.18 Diển biến mật số nhện thiên địch của rầy nâu tại huyện Cờ Đỏ,

TP Cần Thơ (vụ ĐX 2013-2014)

124

3.19 Một số hình các loài thiên địch trên ruộng mô hình tại huyện

Cờ Đỏ, TP Cần Thơ (vụ ĐX 2013 - 2014)

126

3.20 Diễn biến mật số ong ký sinh tại huyện Cờ Đỏ- TP Cần Thơ

(vụ ĐX 2013-2014)

127

MỞ ĐẦU

1 Tính cần thiết của đề tài

Thành phố Cần Thơ nằm ở trung tâm Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL)

là một trong những thành phố có diện tích đất canh tác tương đối khá lớn Tổng diện tích đất nông nghiệp trên 115.000 ha, trong đó đất trồng lúa chiếm tương đương 90.000 ha Mặc dù đã có nhiều giải pháp nâng cao năng suất, chất lượng trong thâm canh cây lúa, nhưng rầy nâu, bệnh vàng lùn, lùn xoắn lá vẫn phát sinh và gây hại Thuốc trừ sâu, đặc biệt là nhóm cúc tổng hợp và lân hữu cơ, diệt cả nhóm bắt mồi

ăn thịt và nhóm ký sinh, côn trùng gây hại phát triển và tăng số lượng không bị

khống chế (Heong, 2015) Các nhà khoa học cũng chỉ ra rằng sự bùng phát dịch rầy

nâu là do sử dụng thuốc trừ sâu quá mức (Way và Heong, 1994; Bottrell và Schoenly, 2012) Một bộ phận nông dân tăng đầu tư để duy trì năng suất kết hợp với giá cả vật tư phân bón và thuốc BVTV biến động theo chiều hướng ngày càng gia tăng nên hiệu quả sản xuất lúa vẫn còn thấp, phần nào gây khó khăn không ít cho bà con nông dân Bên cạnh đó, nguồn thức ăn hiện diện liên tục trên đồng làm cho rầy nâu có điều kiện thích hợp để phát triển Do đó, tiềm ẩn nguy cơ bộc phát cục bộ rầy nâu gây hại trên lúa rất cao Cho nên rầy nâu hiện vẫn là côn trùng gây hại nghiêm trọng và phổ biến trên cây lúa ở ĐBSCL

Hệ thống canh tác lúa nước ở ĐBSCL có cơ cấu cây trồng không đa dạng, độc canh ngày càng làm giảm độ phong phú, đa dạng sinh học kém do việc thâm canh tăng vụ Thực vật có vai trò rất quan trọng trong đời sống côn trùng vì nó là thức ăn của nhiều loài côn trùng Các cây có hoa trên môi trường sống ngoài cây trồng trong hệ thống cây trồng có thể cung cấp nguồn thực phẩm và nơi trú ẩn cho thiên địch và cải thiện các chức năng kiểm soát tự nhiên (Zhu và ctv, 2012) Khi một loài thức ăn thích hợp và đầy đủ cho một quần thể côn trùng sẽ giúp cho các cá thể trong quần thể phát triển nhanh Trong môi trường tự nhiên có nhiều loài côn trùng bắt mồi, ký sinh trên các loài côn trùng gây hại, hạn chế sự phát triển của quần thể côn trùng gây hại (Nguyễn Văn Huỳnh, 2012a) Việc lạm dụng thuốc hóa

học trong bảo vệ mùa màng, làm thiếu nơi trú ẩn, thiếu thức ăn bổ sung cho thiên địch nên phát huy tiềm năng sử dụng thiên địch trong phòng trừ dịch hại nói chung và dịch hại rầy nâu trên cây lúa nói riêng còn nhiều hạn chế

Hiện nay giải pháp sinh học trong phòng trừ rầy nâu bền vững đang được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm Trong đó giải pháp bảo tồn, phát triển thiên địch rầy nâu và xu hướng sử dụng các loài thiên địch bản địa sẵn có tại khu vực cây trồng, đa dạng sinh học của côn trùng, tạo điều kiện cho các loài thiên địch phát triển để hạn chế côn trùng gây hại ngày càng được chú ý, khống chế dịch hại nhằm giảm thiểu tối đa việc ảnh hưởng của thuốc hóa học đến môi trường, sức khỏe con người, phát huy đa dạng sinh học trên ruộng lúa, cung cấp nguồn tài nguyên và môi trường sống thuận lợi cho thiên địch phát triển bằng kỹ thuật sinh thái (Gurr và ctv, 2012a) và giảm thuốc trừ sâu để bảo tồn các hệ sinh thái và đa dạng sinh học (Escalada và Heong 2012) để quản lý sâu bệnh bền vững trong sản xuất lúa là một biện pháp cần thiết

Từ cơ sở đó chúng tôi đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu các biện pháp bảo tồn

thiên địch của rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal) hại lúa tại cần Thơ” nhằm nghiên

cứu và tổng hợp những thành quả thực tiễn trong quá khứ, thực hiện các thí nghiệm,

mô hình thực tế việc sử dụng thuốc trừ sâu hóa học để phòng trừ rầy nầu đang bị lạm dụng, nhưng kém hiệu quả và ảnh hưởng xấu đến sản phẩm và sức khỏe; tạo đa dạng sinh học bằng biện pháp bổ sung nguồn thức ăn mật hoa trong hệ sinh thái nông nghiệp là có hiệu quả làm giảm áp lực của rầy nâu để rút ra kết luận làm cơ sở khoa học xây dựng giải pháp bảo tồn thiên địch rầy nâu tại Cần Thơ

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

- Xác định chỉ số đa dạng sinh học côn trùng trên ruộng lúa tại Cần Thơ

- Xác định được các loại thức ăn bổ sung thích hợp cho việc bảo tồn thiên địch

- Xây dựng Mô hình Bảo tồn thiên địch của rầy nâu hại lúa có hiệu quả

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học

Nghiên cứu các biện pháp bảo tồn thiên địch của rầy nâu hại lúa tại Cần Thơ rất có ý nghĩa khoa học vì rầy nâu là đối tượng gây hại chính trên lúa tại ĐBSCL Kết quả của đề tài là cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu, phát triển biện pháp quản lý tổng hợp rầy nâu hại lúa theo hướng hiệu quả và an toàn Duy trì, bảo tồn và phát huy đa dạng sinh học trên ruộng lúa cung cấp nguồn tài nguyên và môi trường sống thuận lợi cho thiên địch không bị thay đổi do tập quán canh tác, hạn chế sử dụng thuốc hóa học,… Áp dụng chặt chẽ biện pháp phòng trừ tổng hợp (IPM) bằng cách trồng hoa Sao Nháy, Cúc Chanh, Trâm Ổi tạo nguồn thức ăn và nơi cư trú tốt để bảo tồn và thu hút thiên địch đến diệt trừ rầy trên đồng ruộng Kết quả của đề tài có thể bổ sung kiến thức cho các giáo trình côn trùng nông nghiệp dùng đề giảng dạy trong các trường đại học

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Đánh giá được một cách tổng quát về chỉ số đa dạng sâu hại - thiên địch của rầy nâu trên ruộng lúa tại Cần Thơ; áp dụng kỹ thuật sinh thái, việc trồng hoa trên trên bờ ruộng có thể là một công cụ truyền thông để khuyến khích nông dân giảm bớt thuốc trừ sâu Từ đó làm cơ sở đề xuất các biện pháp quản lý rầy nâu bằng cách phát huy tối đa vai trò của thiên địch, hạn chế sử dụng thuốc trừ sâu nhằm tạo sự cân bằng sinh thái ruộng lúa, bảo vệ môi trường Đề tài đã xây dựng giải pháp bảo tồn thiên địch của rầy nâu: đa dạng cây trồng, cải tạo cảnh quan, môi trường canh tác lúa, sử dụng thuốc trừ sâu sinh học hạn chế các loại thuốc hóa học đảm bảo sản xuất đạt năng suất, chất lượng và an toàn sinh học trong môi trường canh tác lúa độc canh hiện nay

4 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

4.1.Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu chính của đề tài là rầy nâu hại lúa và thiên địch của rầy nâu như các loài bắt mồi, ký sinh

4.2 Phạm vi nghiên cứu

Thành phần các loài thiên địch của rây nâu hại lúa, các loài thực vật có hoa cung cấp thức ăn bổ sung, thuốc trừ sâu thảo mộc và biện pháp bảo tồn thiên địch của rầy nâu

4.3 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

- Các thí nghiệm về nghiên cứu chỉ số đa dạng sinh học côn trùng trên ruộng lúa tại Cần Thơ, điều tra thu thập thành phần các loài bắt mồi và ký sinh được thực hiện tại huyện Thới Lai - Cần Thơ trong từ vụ HT 2010 đến vụ HT 2011

- Các thí nghiệm ngoài đồng được thực hiện 4 vụ tại huyện Thới Lai - Cần Thơ trong từ vụ HT 2010 đến vụ ĐX 2011- 2012

- Mô hình Bảo tồn thiên địch của rầy nâu hại lúa có hiệu quả trên đồng ruộng tại huyện Cờ Đỏ - TP Cần Thơ được thực hiện trong vụ Đông Xuân 2013 - 2014

5 Tính mới của luận án

Kết quả nghiên cứu mang tính kế thừa, phát triển đã đóng góp xây dựng cơ

sở khoa học cho việc phòng trừ rầy nâu hại lúa bằng biện pháp tổng hợp, trong đó trung tâm là biện pháp sinh học để nâng cao tính bền vững của hệ sinh thái lúa bằng bảo tồn và gia tăng hệ sinh vật có ích (thiên địch)

- Đã thu thập và xác định được thành phần côn trùng khá phong phú tại Thới Lai, Tp Cần Thơ là 116 loài Trong đó, có 27 loài sâu hại thuộc 7 bộ và 16 họ côn trùng khác nhau có các loài phổ biến là rầy nâu, sâu cuốn lá; 76 loài thiên địch của sâu hại lúa thuộc 7 bộ và 62 họ côn trùng khác nhau có 4 loài thiên địch chính của rầy nâu xuất hiện phổ biến: bọ xít mù xanh, nhện Lưới trắng, nhện Pardosa, nhện Chân dài; 13 loài thuộc nhóm chức năng không gây ảnh hưởng đến lúa, ăn xác bả thực vật (detritivore)

- Xác định được ảnh hưởng của thuốc hóa học trong quá trình canh tác đến tính đa dạng sinh học của côn trùng và nhện trong hệ sinh thái ruộng lúa Các chỉ số

đa dạng sinh học của côn trùng trên ruộng lúa (H’=2,27, D

= 0,79) có phun thuốc trừ sâu hóa học thấp hơn ruộng không xử lý thuốc (H’=2,47, D

= 0,83) Vụ lúa ĐX có các chỉ số đa dạng sinh học Shannon (H’=2,42), chỉ số Simpson (D

= 0,85) và độ

đồng đều (E=0,53) cao hơn vụ lúa Hè thu (2,39, 0,81 và 0,52) Xác định rõ hơn sử

dụng chế phẩm sinh học (nấm xanh - Metarhizium anisopliea), thảo mộc (Thuốc cá

- rotenone), Hạt bình bát - Sesquiterpenoid) ít ảnh hưởng đến mật số thiên địch, thân thiện với môi trường

- Trồng hoa Cúc chanh, Trâm ổi, Sao nháy xung quanh bờ ruộng lúa, hay phun dung dịch đường ở giai đoạn mạ đến giai đoạn lúa trổ, có vai trò thu hút thiên địch đến trú ẩn, cung cấp thức ăn còn có tác dụng kiểm soát bờ Cải tạo sinh cảnh thực vật trong vùng trồng lúa bổ sung nơi trú ẩn và thức ăn giúp duy trì sự cân bằng

tự nhiên của quần thể côn trùng, thiên địch Trồng hoa Cúc chanh và hoa Trâm ổi có chỉ số đa dạng Shannon ở vụ Hè Thu (0,433; 1,513) và vụ Đông Xuân (0,444; 1,353) cao hơn trồng các loài hoa khác

- Kết quả của đề tài đã chọn ra một số biện pháp để bảo tồn thiên địch của rầy nâu hại lúa có hiệu quả như: Kiến thiết đồng ruộng có kích thước bờ ruộng từ 0,8 – 1m để trồng các loài cây có hoa thích hợp tạo đa dạng cây trồng, phá vỡ thế độc canh; Quản lý, bảo tồn thiên địch của rây nâu hại lúa bằng cung cấp bổ sung nguồn thức ăn cho thiên địch bằng cách trồng hoa Sao Nháy, Cúc Chanh, Trâm Ổi, hoặc phun dung dịch đường để cung cấp thức ăn cho thiên địch ở trong trường hợp không có điều kiện trồng các loài thực vật có hoa trên bờ ruộng; sử dụng thuốc BVTV theo nguyên tắc 4 đúng, thuốc sinh học; không gieo sạ dày, không độc canh cây lúa và trồng liên tục đảm bảo thời gian cách ly giữa 2 vụ…

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Cơ sở khoa học của đề tài

Chương trình thâm canh, tăng vụ được khuyến cáo ở các tỉnh, thành ĐBSCL Ngoài lợi ích thiết thực gia tăng sản lượng lương thực, một vấn đề hạn chế cũng được đặt ra là bộc phát sâu bệnh hại trên vùng thâm canh, tăng vụ Điển hình là dịch rầy nâu và bệnh vàng lùn, lùn xoắn lá đã lây lan trở lại từ năm 2006 đến nay Theo

Lu và ctv (2005), Heong và Hardy (2009) đã được Hồ Văn Chiến (2015) trích dẫn cho rằng rầy nâu bộc phát là do phun nhiều lần, phun thường xuyên thuốc trừ rầy; ruộng lúa được bón thừa phân đạm cũng sẽ làm giảm khả năng ăn trứng rầy của bọ

xít mù xanh Cyrtorhinus lividipennis là thiên địch tự nhiên của rầy nâu Nguyên

nhân gây bộc phát dịch hại chủ yếu theo nhiều báo cáo khoa học vẫn kết luận là do

sự phá vở cân bằng sinh thái đồng ruộng, làm suy giảm hệ thiên địch và đa dạng sinh học côn trùng (Lương Minh Châu và ctv., 2012a)

Những năm qua, để quản lý rầy nâu thì việc sử dụng giống kháng luôn được đưa lên biện pháp hàng đầu Giống kháng và yếu tố phòng trừ sinh học (biological control) có tác động trực tiếp trái ngược nhau, bởi vì giống kháng sẽ làm cho mật số côn trùng gây hại ở mức thấp, làm giảm tính ổn định nguồn thực phẩm của ký sinh

và bắt mồi ăn thịt dẫn đến giảm quần thể thiên địch (Hồ Văn Chiến và ctv., 2015)

Sự thay đổi môi trường bao gồm các bất thường về khí hậu như tăng nhiệt độ toàn cầu và tần suất của các sự kiện thời tiết cực đoan, cũng suy giảm đa dạng sinh học

và làm xói mòn các chức năng của hệ sinh thái (Pereira và ctv., 2010)

Trong thực tiễn sản xuất đã ứng dụng các biện pháp kỹ thuật tác động đến đa dạng sinh học côn trùng, hệ sinh thái đồng ruộng để nâng cao năng suất, chất lượng

và hiệu quả kinh tế như bố trí mùa vụ thích hợp; xuống giống tập trung, né rầy; áp dụng các biện pháp “3 giảm 3 tăng”, “1 phải 5 giảm”, công nghệ sinh thái trồng hoa trên bờ ruộng để quản lý, phòng trừ rầy nâu

Do đó, chúng ta cần nghiên cứu sự suy giảm đa dạng sinh học côn trùng

cũng như các giải pháp bảo tồn thiên địch, đa dạng sinh học côn trùng, giảm sử dụng nhiều thuốc BVTV hóa học, phân bón, bảo vệ nông dân, người tiêu dùng thông qua bảo vệ hệ sinh thái bằng tiến bộ mới trong nông nghiệp thân thiện với môi trường, bao gồm các phòng trừ sinh học, công nghệ sinh thái (Finbarr G Horgan và ctv., 2015); kiến thiết, cải tạo sinh cảnh thực vật xung quanh đồng ruộng

nhằm đảm bảo sản xuất lương thực bền vững và phục hồi hệ sinh thái lúa phát huy

vai trò của thiên địch trong quản lý, phòng trừ rầy nâu hại lúa

1.2 Cơ sở lý luận đa dạng sinh học

1.2.1 Đa dạng sinh học

1.2.1.1 Định nghĩa

Thuật ngữ “Đa dạng sinh học” (ĐDSH) được giới thiệu vào giữa thập niên

1980 Theo công ước đa dạng sinh học: ĐDSH là sự phong phú của tất cả các loài sinh vật từ các hệ sinh thái trên cạn, ở biển và các hệ sinh thái (HST) dưới nước khác, và mọi tổ hợp sinh thái mà chúng tạo nên; ĐDSH bao gồm sự đa dạng trong loài (đa dạng di truyền hay còn gọi là đa dạng gen), giữa các loài (đa dạng loài), và các hệ sinh thái (đa dạng HST) (Phạm Bình Quyền, 2005)

1.2.1.2 Đa dạng sinh học côn trùng

Côn trùng, hay sâu bọ, là những động vật không xương sống, đây là động vật

ngành Chân đốt (Arthropoda) lớn nhất, phân bố rộng rãi nhất trên Trái Đất Côn

trùng là một nhóm đa dạng, với hơn 1 triệu loài đã được mô tả chiếm hơn một nửa tổng số tất cả các loài sinh vật sống mà con người biết đến Người ta có thể tìm thấy côn trùng ở gần như tất cả các môi trường sống trên Trái Đất, mặc dù chỉ có một số lượng nhỏ các loài có thể thích nghi được với đời sống ở đại dương, nơi mà giáp xác là nhóm chiếm ưu thế Có khoảng 5.000 loài chuồn chuồn; 2.000 loài bọ ngựa; 20.000 loài châu chấu; 17.000 loài bướm; 120.000 loài hai cánh; 82.000 loài cánh nửa; 350.000 loài cánh cứng và khoảng 110.000 loài cánh màng (Vi.Wikipedia, 2014)

Côn trùng là nhóm có tính đa dạng sinh học cao nhất trong các loài động vật trên thế giới Chúng sinh sống ở tất cả các loại môi trường và đóng vai trò quan

trọng trong các chức năng và sự ổn định sinh thái trên cạn và dưới nước Nghiên cứu tính đa dạng sinh học để hiểu rõ hơn về sinh học, sinh thái của côn trùng Hệ sinh thái nếu được quản lý bền vững, góp phần bảo tồn và phát triển ĐDSH côn trùng và quản lý dịch hại được bền vững

Như chúng ta đã biết, côn trùng có số lượng loài và số lượng cá thể lớn nên chúng đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái như tham gia vào chu trình tuần hoàn vật chất và là thành phần quan trọng của chuỗi thức ăn trong tự nhiên Côn trùng còn đóng vai trò quan trọng trong việc thụ phấn cho các loài thực vật làm tăng năng suất cây trồng và góp phần tạo tính đa dạng của thực vật Đối với mỗi loài côn trùng ăn thực vật có gắn một loài thiên địch của chúng và nhóm thiên địch này chiếm khoảng ¼ khác trong tổng số loài sinh vật trên mặt đất Nhiều loài côn trùng

ăn thịt và kí sinh tham gia vào diệt trừ sâu hại, một số còn cung cấp những sản phẩm công nghiệp quý hiếm như cánh kiến, tơ tằm, mật ong (Nguyễn Văn Huỳnh, 2012a) Qua đó ta có thể thấy được côn trùng là một lớp phong phú và rất quan trọng trong hệ sinh thái Vì vậy cần phải quản lý chúng, phát huy các mặt có lợi làm tăng độ phong phú và đa dạng sinh học

Đa dạng sinh học của côn trùng trên ruộng lúa đang bị đe dọa do thay đổi tập quán canh tác và sử dụng quá nhiều hóa chất nông nghiệp Nhiều loài côn trùng đã giảm rõ rệt trong những năm gần đây là kết quả của thâm canh nông nghiệp Thâm canh nông nghiệp cao đã ảnh hưởng đến độ phì của đất, môi trường và cộng đồng côn trùng (Benton và ctv., 2002)

1.2.2 Tính toán phân tích định lượng các chỉ số đa dạng sinh học

Đa dạng sinh học là tất cả loài tồn tại trong một vùng xác định theo hệ thống phân loại Sự phong phú về thành phần loài tăng theo sự phức tạp của mạng lưới thức ăn và điều kiện sinh thái của vùng đó Đánh giá sự đa dạng về loài thì rất phức tạp do có nhiều quần xã, loài ưu thế và có rất nhiều loài hiếm Có nhiều chỉ số đa dạng được sử dụng nhưng chỉ số được dùng phổ biến nhất để đánh giá sự xuất hiện thường xuyên cũng như số loài là chỉ số Shannon (Phạm Bình Quyền, 2005)

Chỉ số đa dạng sinh vật có thể xem như là chỉ thị cho sự ổn định của quần xã

và có thể dùng nó để mô tả sự vận động của hệ sinh thái và của quần xã và ảnh hưởng của những tác động trong quần xã

Theo quan điểm đo đếm định lượng chỉ số đa dạng sinh học thì đa dạng là một phép thống kê có sự tổ hợp của cả 2 yếu tố là thành phần loài và tính đồng đều phân bố (equitability) hay là khả năng xuất hiện của các cá thể trong mỗi loài Có nghĩa là chỉ số H không phải phụ thuộc vào thành phần số lượng loài mà cả số lượng cá thể và xác xuất xuất hiện của các cá thể trong mỗi loài

Hiện nay, áp dụng phổ biến nhất là phương pháp Shannon và Wiener (1949), có phương trình tính toán như sau:

- Công thức tính toán các chỉ số đa dạng:

 Chỉ số Shannon – Wiener (1949): Phản ánh mức độ đa dạng sinh học

Trong đó:

S : số lượng loài;

pi = ni/N : tỷ lệ cá thể của loài I so với số lượng cá thể toàn bộ mẫu

N : tổng số cá thể trong toàn bộ mẫu

ni : số lượng cá thể loài i

Trị số đa dạng của Shannon trong một quần xã thường biến động trong khoảng từ 1.0 – 6.0 Giá trị cao nhất của Hmax xuất hiện mọi loài trong quần xã có số lượng tương đương nhau

Giá trị cao của H’ sẽ là đại diện của các cộng đồng đa dạng hơn Một cộng đồng chỉ có một loài sẽ có một giá trị H’ từ 0 vì Pi sẽ bằng 1 và được nhân ln Pi mà

sẽ bằng không Nếu là loài phân bố đều thì giá trị H’ sẽ cao Vì vậy, các giá trị H’ cho phép chúng ta biết không chỉ số lượng các loài nhưng làm thế nào sự phong phú của các loài được phân phối giữa tất cả các loài trong cộng đồng

+ Chỉ số ưu thế Simpson: Chỉ số Simpson phản ánh sự khối lượng của loài phổ biến hay loài ưu thế, khi giá trị D

tăng thì chỉ số đa dạng càng tăng

D = 1−∑

i=1

S ( p i)2

Trong đó:

D : chỉ số đa dạng Simpson

pi : tỷ lệ loài i trên tổng số các cá thể (pi = ni/N)

+ Số loài đang phát triển: N1= EXP(H’)

Trong đó: EXP: cơ số e; H’: chỉ số Shannon + Số loài chiếm ưu thế: N D

/ 1

2 

Trong đó: D

: Chỉ số Simpson Theo Bisby (1995) các chỉ số số loài đang phát triển, số loài chiếm ưu thế, độ đồng đều chỉ ra sự biến đổi về mặt sinh thái theo thời gian hay sự khác biệt giữa các quần xã sinh thái Khi tất cả các loài trong một mẫu cân bằng về mặt số lượng, chỉ

số cân bằng sẽ lớn nhất, việc số lượng các loài suy giảm thành “không” kéo theo liên hệ đến độ đồng đều phân chia

+ Xác định mức độ phổ biến của sâu hại và thiên địch Lê Văn Thuyết (2000)

đã đưa ra công thức:

C(%) = p x 100/ P

Trong đó:

p: là số lần lấy mẫu có loài được xét

P: là tổng số địa điểm lấy mẫu

Quy ước: + (C < 25%): ít phổ biến

++ (25% < C > 50%): phổ biến

+++ (C > 50%): rất phổ biến

1.2.3 Cơ chế điều chỉnh số lượng cá thể của quần thể côn trùng

Theo Phạm Bình Quyền (2005) cơ chế điều chỉnh số lượng côn trùng theo quan hệ trong loài và khác loài, quan hệ quần xã Trong đó quan hệ cạnh tranh trong loài được xem như là một cơ chế điều chỉnh số lượng có tầm quan trong đáng kể Nguồn thức ăn côn trùng đa dạng: có thể là động vật, thực vật, sản phẩm hoạt động sống của thực vật, động vật Sự thích nghi tiến hóa của loài và sự cạnh tranh khác loài đã tạo ra côn trùng có khả năng chọn lựa và sử dụng các nguồn thức ăn (Overgaard và ctv, 2008; Huey và ctv, 2009; Hazell và ctv, 2010) Với thức ăn thích hợp, côn trùng có khả năng sinh sản cao hơn, có tỉ lệ chết thấp và phát triển nhanh Chất lượng, số lượng thức ăn đều có ảnh hưởng đến sức sinh sản, tuổi thọ và biến động số lượng của côn trùng Sự cạnh tranh trong loài: trong điều kiện nguồn dự trữ thức ăn bị hạn chế về số lượng hoặc chất lượng, sự cạnh tranh giữa các cá thể trong loài sẽ giảm tốc độ sinh sản và giảm sức sinh sản Khi mật độ dư thừa, áp lực cạnh tranh sẽ gia tăng Khi có sự cạnh tranh gay gắt do nguồn dự trữ nghèo nàn bị tiêu hao quá mức, nhưng sau đó lại được bù 1 cách thừa thải thì có thể dẫn đến sự phân

ly thế hệ hoặc biến đổi phức tạp về tập tính cũng như số lượng côn trùng Ảnh hưởng của sự cạnh tranh được đánh giá bằng cách: xác định sự biến đổi của nguồn tài nguyên hiện có (thức ăn, nơi ở,…); xác định mật độ hay số lượng cá thể tham gia cạnh tranh; đánh giá ảnh hưởng không thuận lợi có thể biểu hiện bằng sự giảm số lượng, giảm tỉ lệ sống sót, giảm tốc độ tăng trưởng, giảm khối lượng của cá thể trưởng thành hoặc giảm sức sinh sản (Lương Minh Châu, 2012a)

Hiện nay hoạt động của con người đã trở thành yếu tố sinh thái vô cùng quan trọng, có ảnh hưởng rõ rệt đến thiên nhiên Con người làm thiên nhiên thay đổi và hủy hoại nhiều quan hệ tương hỗ cân bằng được hình thành trong quá trình lịch sử phát triển Như gieo trồng các loại cây giống mới, thuần hóa động vật, khai thác công nghiệp đã tác động mạnh mẽ làm biến đổi môi trường gây hiệu ứng nhà kính, hủy hoại tính đa dạng sinh học cũng như trạng thái ổn định của nhiều quần xã

và nhiều hệ sinh thái khác nhau Sử dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học trong phòng

trừ dịch hại, và chúng thường có tính độc đối với các loài chân đốt ký sinh và bắt mồi (Gurr và ctv., 2012)

Đa dạng sinh học bị đe dọa bởi môi trường sống bị phá hủy; chia cắt sinh cảnh; suy thoái môi trường sống (bao gồm cả ô nhiễm), thay đổi khí hậu toàn cầu; con người khai thác quá mức; sự xâm lấn của các loài ngoại lai và sự lây lan của dịch bệnh (Burgman và ctv., 2007; Primack, 2008)

Sự cạnh tranh khác loài trong thiên nhiên, các cá thể trong quần thể có sự phân bố 1 cách ngẫu nhiên phân bố đồng đều hay thành nhóm Phân bố đồng đều có thể gặp ở những nơi mà quần thể có cạnh tranh trong loài gay gắt, phân bố theo nhóm là dạng phổ biến thường gặp Quần tụ có thể làm gia tăng tính chất cạnh tranh trong loài và khác loài, nhưng lại được điều hòa cân bằng tạo điều kiện sống sót cho

cả nhóm Mối quan hệ cạnh tranh có thể là do không gian, do thiếu thức ăn, do các chất sinh học, các sản phẩm bài tiết,v.v hậu quả cạnh tranh thường rất lớn Cạnh tranh khác loài, mặc dù không phải là lý do chủ yếu nhưng cũng có thể dẫn tới hoặc

sự thích nghi tương hỗ của 2 loài cùng chung sống hoặc thay thế quần thể khác của loài khác (Lương Minh Châu, 2012a) Thâm canh nông nghiệp là động lực chính làm giảm đa dạng sinh học (Benton và ctv., 2002) Cánh đồng lúa là một trong những hệ sinh thái lớn nhất có thể được tìm thấy ở vùng nhiệt đới, bao gồm cả côn trùng đa dạng và kẻ thù tự nhiên của chúng (Ghahari, 2008)

1.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển côn trùng

1.2.4.1 Thời tiết, khí hậu

Các chỉ số như bức xạ mặt trời, lượng mưa, gió, nhiệt độ và các yếu tố thời tiết khác ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triển của quần thể côn trùng (Karuppaiah và Sujayanad, 2012) Sự phân bố địa lý của từng loài côn trùng bị giới hạn trong 1 vùng khí hậu hoặc trong 1 vùng phân bố cây thức ăn của loài đó và có thể cũng bị giới hạn do điều kiện thời tiết (Baker và ctv, 2000) Thời tiết khi biến đổi có thể ảnh hưởng đến quần thể côn trùng theo các phương thức cơ bản sau: ảnh hưởng đến sự hoạt động của hệ nội tiết, ảnh hưởng đến sự sống sót, ảnh hưởng đến

sự phát triển, ảnh hưởng đến sự sinh sản,… (Phạm Bình Quyền, 2005; Musolin,

2007)

- Ảnh hưởng đến hệ nội tiết: Những yếu tố mang tính chất chu kỳ như độ chiếu sáng, độ dài ngày, nhiệt độ, ẩm độ không khí, trạng thái sinh hóa của thức ăn… đều có thể trở thành tín hiệu thông tin kích thích hoạt động các hoocmon gây diapause -trạng thái ngưng hoạt động sinh lý tạm thời hình thành trong chu kỳ sống như sự thích nghi chuyển hóa để tồn tại trong điều kiện không thuận lợi, giảm quá trình trao đổi chất,…(Phạm Bình Quyền, 2005; Parmesan, 2007)

- Ảnh hưởng đến sự phát triển: mọi hoạt động của côn trùng bị chi phối bởi nhiệt độ của môi trường Sự hoạt động tích cực của côn trùng chỉ xảy ra trong 1 phạm vi giới hạn nhiệt độ xác định, thay đổi theo từng loài, thường là từ 10 – 40 oC, tối ưu 20 – 28 oC; Khi nhiệt độ vượt phạm vi giới hạn thì côn trùng rơi vào trạng thái hôn mê, các phản ứng sinh hóa, sinh lý bị ức chế và sự phát triển đình trệ Giới hạn trên - dưới của nhiệt độ gọi là ngưỡng giới hạn của sự phát triển (Phạm Bình Quyền, 2005; Angilletta và ctv, 2006) Nhiệt độ có thể có tác động đáng kể và nhanh chóng đến sự phân bố và sự phong phú, tính sinh thái sinh học chính của côn trùng (như chu trình sống, di chuyển, sinh sản) đều nhạy cảm với môi trường nhiệt Các tác động trực tiếp có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của côn trùng và sự sống còn của chúng (Ayres và Lombardero, 2000)

- Ảnh hưởng đến sự sinh sản: Nhiệt độ, ẩm độ ảnh hưởng đến nhịp điệu sinh

sản cũng như sống sót của côn trùng (Bonebrake, 2010)

1.2.4.2 Môi trường

- Những thay đổi về tính chất thổ nhưỡng, nước… phản ảnh qua quy luật phân bố và tính đa dạng của các vi sinh vật Tính chất hóa học của đất có vai trò quan trọng đối với đời sống của côn trùng đất Về lý tính (thành phần cơ học, cấu trúc, độ rắn, nhiệt độ, ẩm độ không khí…) quy định thành phần loài của khu hệ côn trùng đất trong từng khu vực khí hậu, cũng như trong từng vùng đất với cơ chế canh tác, gieo trồng khác nhau, sự thay đổi nồng độ muối do mưa, khô hạn đã có ảnh hưởng làm thay đổi thành phần loài cũng như số lượng cá thể (Triplehorn và Johnson, 2005; Gurr và ctv., 2012a; Lương Minh Châu, 2012a)

- Môi trường sống không mùa vụ hiện nay cũng có thể hoạt động như các hố chứa đa dạng sinh học cho thiên địch, trong đó có khả năng cải thiện kiểm soát dịch hại tự nhiên trong sinh cảnh nông nghiệp (Wilby và Thomas, 2002) Tuy nhiên, chúng cũng có thể hoạt động như các hố chứa cho các loài dịch hại, có thể xâm chiếm các loại cây trồng (Van Emden, 1965) Vì thế, hiệu quả ức chế sâu bệnh sinh học trong hệ thống này thiếu nguồn lực thích hợp để cho phép các quần thể thiên địch của sâu hại cây trồng đóng góp một cách tối ưu kiểm soát dịch hại (Altieri và Nicholls, 2004; Rusch và ctv., 2012) Bởi vì những nơi cư trú này cung cấp một môi trường ổn định hơn so với độc canh hàng năm trên cánh đồng lúa (Altieri và Nicholls, 2004; Bianchi, Booij và Tscharntke , 2006; Rusch; ctv., 2010 và Médiène

và ctv., 2011)

1.2.4.3 Các yếu tố do con người

Hiện nay hoạt động của con người đã trở thành yếu tố sinh thái vô cùng quan trọng, có ảnh hưởng rõ rệt đến thiên nhiên Con người làm thiên nhiên thay đổi và hủy hoại nhiều quan hệ tương hỗ cân bằng được hình thành trong quá trình lịch sử phát triển Như gieo trồng các loại cây giống mới, thuần hóa động vật, khai thác công nghiệp đã tác động mạnh mẽ làm biến đổi môi trường gây hiệu ứng nhà kính, hủy hoại tính đa dạng sinh học cũng như trạng thái ổn định của nhiều quần xã

và nhiều hệ sinh thái khác nhau (Phạm Bình Quyền, 2005)

- Canh tác: việc làm đất trồng trọt sẽ phá vỡ sự liên kết của đất, bịt kín các khe hở, lỗ hổng, làm mặt đất khô nhanh hoặc phủ rơm rạ sẽ làm thay đổi tính lý hóa của đất

- Phân bón: sự phong phú đa dạng quần thể có thể ảnh hưởng trực tiếp, gián tiếp: phân hữu cơ làm tăng vi sinh vật và các nguồn thức ăn, phân vô cơ sẽ làm suy giảm các quần thể ve giáp, bọ cánh cứng, các loại giun tròn ăn rễ cây,

- Thuốc trừ sâu: thuốc trừ sâu diệt các loài côn trùng có hại còn làm ảnh hưởng đến các loài có ích khác Ngoài ra thuốc trừ sâu có thể xăm nhập vào đất bằng nhiều việc tưới nước, di chuyển trong không khí cùng với bụi đất làm suy giảm quần thể vi sinh vật Thuốc trừ sâu thường có tính độc đối với các loài chân

đốt ký sinh và bắt mồi (Holt và ctv, 1992; Heong và Samson, 2012)

1.2.4.4 Kẻ thù tự nhiên của côn trùng

Côn trùng có nhiều kẻ thù tự nhiên như vi khuẩn gây bệnh, nấm gây bệnh, côn trùng ăn thịt, côn trùng ký sinh, động vật chấn đốt và động vật có xương sống khác Tất cả kẻ thù tự nhiên này chúng có vai trò lớn trong việc hạn chế sự sinh sản

và lan rộng của các loài sâu hại Vì thế chúng có lợi và một số đã được sử dụng trong biện pháp phòng trừ sinh học

Quan hệ tương tác giữa rầy nâu và thiên địch (bắt mồi, ký sinh,…) dường như là nhân tố chính điều khiển quần thể rầy nâu nhất là ở các nước nhiệt đới (Visarto, 2005) Quần thể rầy nâu biến đổi phụ thuộc vào thiên địch cũng như các

nhân tố khác của môi trường

* Vi sinh vật gây hại

Vi sinh vật gây hại côn trùng bao gồm nấm, vi khuẩn, virus và một số động vật bậc thấp khác Chúng gây ra các bệnh khác nhau cho côn trùng Nấm gây hại

cho côn trùng thường chủ yếu thuộc lớp Nấm tảo Phycomycetes và lớp Nấm bất toàn Imperfeci Sâu hại bị nấm gây bệnh sau khi chết cơ thể thường cứng, khô, màu

sắc thay đổi, có khi phủ lớp bột màu trắng, xanh Sự tác động giữa mầm bệnh với côn trùng từ nhiều cơ chế khác nhau (Caldera , 2009; Tack và Dicke, 2013)

* Các loài bắt mồi ăn thịt

Thiên địch bắt mồi ăn thịt bao gồm nhóm côn trùng và nhện, là những loài sống tự do, hoạt động riêng biệt Mỗi loài thiên địch bắt mồi ăn thịt có thể tấn công một hay nhiều loài sâu hại, có thể tiêu diệt được một số lượng lớn côn trùng gây hại trong suốt vòng đời của mình, bằng cách bắt ăn thịt hoặc chích hút chất dinh dưỡng trong cơ thể sâu hại ở tất cả các giai đoạn sinh trưởng của nó: trứng, sâu non và trưởng thành Nhóm này rất quan trọng trong việc hạn chế hoạt động của sâu hại

* Côn trùng ký sinh

Phần lớn chúng thuộc bộ cánh màng Hymenoptera như họ Ichneumonidae,

Braconidae, Chalcidae, Trichogrammatidae, Scelionidae v.v Bộ hai cánh Diptera

như họ Tachinidae và bộ cánh cuốn Strepsiptera ký sinh trên trứng, rầy non và

trưởng thành

Ký chủ không những là nguồn thức ăn đối với ký sinh mà còn là môi trường sống của nó Do đó giữa ký sinh và ký chủ phải có đồng nhất về chu trình sống Sự đồng nhất này chỉ đạt được bằng cách phù hợp hóa về thời gian xuất hiện thành trùng của ký sinh, giai đoạn bị ký sinh của ký chủ, ký chủ có cùng một thế hệ và cùng thời gian ngưng phát dục Ở giai đoạn thành trùng, ký sinh có cuộc sống tự do

và rất cần ăn thêm Việc ăn thêm giúp cho ký sinh phát triển hoàn thiện sản phẩm sinh dục và do đó làm tăng khả năng đẻ trứng của chúng Hiệu quả của thiên địch bị giảm đi do chính kẻ thù tự nhiên của côn trùng, cụ thể là vai trò của các loài ký sinh

trên ký sinh hay ký sinh bậc 2, đôi khi có ký sinh bậc 3, bậc 4 (Cole và ctv, 2002)

* Quan hệ quần thể thiên địch

Số lượng quần thể côn trùng có hại phụ thuộc rất lớn vào số lượng quần thể

và số lượng cá thể trong quần thể thiên địch như quần thể côn trùng ký sinh, quần thể những côn trùng và động vật ăn thịt Khi số lượng quần thể và số lượng cá thể trong quần thể thiên địch tăng lên thì số lượng quần thể sâu hại sẽ giảm xuống rất nhanh Những quần thể thiên địch đa thực có số lượng lớn thường là nhân tố kìm hãm sự phát triển của nhiều loài sâu hại Trong phạm vi điều kiện sinh thái nhất định có lợi cho sâu hại thì số lượng quần thể các loài thiên địch (loài hẹp thực) thường tăng chậm hơn là số lượng quần thể sâu hại Nghiên cứu quan hệ quần thể sâu hại - thiên địch rất có ý nghĩa trong việc xác định phương hướng của phương pháp phòng trừ sinh học

* Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả thiên địch

Các yếu tố môi trường nông nghiệp đều có ảnh hưởng ít, nhiều đến hiệu quả của thiên địch Nơi mà hoạt động của thiên địch có hiệu quả thì quần thể sâu bệnh được ngăn chặn Các yếu tố như: khí hậu, sự phát triển của quần thể thiên địch – ký chủ, thức ăn của con thiên địch trưởng thành, con mồi, sự hiện diện các loài côn trùng khác, hình thức canh tác, sử dụng thuốc, ảnh hưởng đến hiệu quả thiên địch

Yếu tố nhiệt độ, ẩm độ, ánh sáng, quan trọng đối với côn trùng nói chung cũng như các loài thiện địch Sự phát triển của thiên địch nằm trong phạm vi giới

hạn nhiệt độ xác định trên và dưới Nếu nhiệt độ môi trường nằm ngoài giới hạn trên và giới hạn dưới thì quá trình sinh lý bị chậm lại, sự phát triển bị ngưng Ẩm độ không khí có ý nghĩa rất lớn đối với côn trùng, ảnh hưởng đến hành vi, sự sống sót

và khả năng đẻ trứng của côn trùng (Lương Minh Châu, 2012b)

Thức ăn: nhiều con trưởng thành cần đến những nguồn thức ăn cho sự sống

và sinh sản Khi nguồn thức ăn bị thiếu thì mật số thiên địch cũng giảm Hạn chế thức ăn của con trưởng thành trong sự phong phú thiên địch đã được khai thác bổ

sung nguồn thực ăn để duy trì quần thể các loài ăn thịt như Chrysopa carnea Stephens và Hippodamia convergens Guerin trong cánh đồng bông, cỏ đinh lăng

(Lương Minh Châu, 2012b)

Ký chủ thích hợp - Một số loài ký sinh có quan hệ chặt chẽ đến ký chủ, tính

di truyền của ký chủ cũng tác động đến thiên địch Như ong ký sinh nhộng Nasonia

vitripennis (Walker, 2005) có sức sinh sản cao hơn, phát triển và gia tăng quần thể

khi tấn công Musca domestica L

Thiên địch cạnh tranh – khi có nhiều loài thiên địch tấn công cùng một ký chủ (con mồi) thì xuất hiện sự cạnh tranh Sự tương tác này có thể làm thay đổi mật

số của loài thiên địch khác

Biện pháp canh tác: cách thức và thời gian canh tác, loại cây trồng, ảnh hưởng đến thiên địch Tác dụng có hại của thuốc BVTV đến thiên địch rất lớn, giết chết và làm giảm mật số thiên địch Một số yếu tố môi trường khác cũng hạn chế hiệu quả của thiên địch Tác động của con người cũng ảnh hưởng đến chức năng và tính đa dạng của hệ sinh thái

Các bờ, mương nội đồng: thường được nông dân quản lý theo hướng làm giảm đa dạng sinh học vì làm sạch cỏ trong và xung quanh bằng cách cắt hoặc phun rãi thuốc trừ cỏ để đảm bảo nước dễ dàng đến ruộng và cũng xem chúng là nơi lưu tồn dịch hại Việc sử dụng nhiều hóa chất nông nghiệp sẽ hạn chế đa dạng sinh học hay giết chết các loài ngoài ý muốn khác như: cá, các loài côn trùng giúp thụ phấn, thiên địch của sâu bọ hay các sinh vật có chức năng phân hủy

Việc sử dụng rộng rãi các chất hóa học (thuốc BVTV) để điều khiển cỏ dại

và phòng trừ sâu bệnh, đang tồn tại nhiều vấn đề hậu quả của những tác dụng và phản tác dụng của thuốc BVTV gây nên trong hệ sinh thái đồng ruộng

1.3 Cơ sở nghiên cứu khoa học rầy nâu và thiên địch

1.3.1 Nghiên cứu ngoài và trong nước về thành phần sâu hại và thiên địch trên ruộng lúa

1.3.1.1 Những nghiên cứu của nước ngoài

Rầy nâu (Nilaparvata lugens (Stål)) là loài gây hại chính và liên tục trên

ruộng lúa vùng Châu Á Từ thập niên 1960, nhiều nghiên cứu sâu đã thực hiện để phát triển các chương trình kiểm soát như sử dụng giống kháng, thuốc hóa học trừ rầy,… nhưng đã không ngăn được rầy nâu bùng phát và ngày càng trầm trọng hơn Đẩy mạnh kiểm soát sinh học tự nhiên của hệ sinh thái lúa và làm giảm nguy cơ rầy

nâu bùng phát (Escalada và Heong, 2004) đảm bảo năng suất và sản lượng lúa

Theo IRRI (2006), chuỗi thức ăn của động vật chân đốt trong hệ sinh thái là

cơ sở khoa học cho quản lý dịch hại tổng hợp Thành phần sâu hại và thiên địch là những thành phần tự nhiên của hệ sinh thái với những vai trò được quy định của chúng Quần thể các sinh vật có ích thường xuyên hiện diện, có khả năng ức chế sự phát triển của sâu hại Đa dạng sinh học của côn trùng trong một hệ sinh thái giúp xác định quần thể sâu hại, tương tác giữa giống kháng và thiên địch để áp dụng vào biện pháp phòng trừ dịch hại

Theo Heong và ctv (1991), đa dạng hoá cây trồng và cỏ dại làm tăng đa dạng sinh học của thành phần sâu hại và thiên địch Hạn chế sử dụng các biện pháp

kỹ thuật canh tác làm phá vỡ cân bằng sinh thái như: sử dụng thuốc trừ sâu phổ rộng, phân đạm cao, mật độ sạ dầy, giảm phun thuốc trừ sâu sớm và số lần phun không cần thiết để không ảnh hưởng đến phòng trừ sinh học tự nhiên Bên cạnh đó, việc tăng cường sử dụng các biện pháp đa dạng sinh học trên ruộng lúa, đa dạng khu trú ẩn, đa dạng di truyền thì rất cần thiết

Nhiều tác giả đã cho rằng sự thay đổi hệ sinh thái trong ruộng lúa nước theo

sự thâm canh, sự gia tăng diện tích lúa, sự khai hoang và phương cách quản lý ruộng lúa đã gây nên sự xáo trộn cân bằng sinh học trong tự nhiên (Heong và ctv,

1991); ruộng lúa bón thừa N sẽ làm giảm khả năng ăn mồi (rầy nâu) của thiên địch; chất thải vị ngọt của rầy nâu sống trên cây lúa bón thừa đạm làm giảm rõ rệt khả năng ăn trứng rầy của bọ xít mù xanh

Theo ghi nhận của Heong và ctv (1991) tại Mã Lai có 36 họ và 10 bộ côn trùng và nhện trên ruộng lúa, 405 loài côn trùng và thiên địch tại đồng ruộng của Sri Lanka, 46 loài sinh vật ăn mồi và 14 loài ong ký sinh trong ruộng lúa của Philippines, ghi nhận 342 loài nhện trong ruộng lúa của Philippines và các nước Đông Nam Á khác Settle và ctv (1996), đã tổng kết có 765 loài nhện trên ruộng lúa tại Indonesia, 60 loài nhện trong hệ sinh thái của Sri Lanka Sự bùng phát của rầy liên quan chủ yếu đến sự gia tăng cao mật số (sinh sản) chứ không phải là do

rầy di cư hàng loạt đến (Hu, 2014)

1.3.1.2 Những nghiên cứu trong nước

Tìm hiểu nguyên nhân của các trận dịch rầy nâu năm 1990-1997, một số nhà côn trùng học Việt Nam cho rằng phương thức thâm canh tăng năng suất và thêm vào đó là sử dụng lượng phân hóa học lớn, thuốc trừ sâu bừa bãi đã làm thay đổi quan trọng đến sinh thái - môi trường Các tác giả Nguyễn Hữu Huân, Lê văn Thiệt,

Hồ Văn Chiến và Heong (2005) cho rằng hiện nay dịch rầy nâu tái diễn có thể là một dạng sinh thái mới, rầy nâu kháng lại với các loại thuốc trừ sâu hoặc do tập đoàn thiên địch đã bị tiêu diệt

Theo Phạm Văn Lầm (1992) đã phát hiện được 56 loài côn trùng, nhện, nấm

và tuyến trùng là thiên địch của rầy nâu Các thiên địch của rầy nâu thuộc một số bộ của lớp côn trùng, lớp nhện, lớp nấm bất toàn và tuyến trùng Các loài thiên địch thu được nhiều nhất thuộc bộ nhện lớn (17 loài chiếm 30,3%) bộ cánh cứng (15 loài chiếm 26,8%) bộ cánh màng (13 loài chiếm 23,2%)

Lương Minh Châu (1997) đã nghiên cứu trên đồng ruộng ĐBSCL có 29 loài sinh vật ăn rầy nâu thuộc 21 giống, 16 họ côn trùng và nhện, đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa mật số sâu hại đã được nhiều tác giả ghi nhận

Năm 2006, Bộ Khoa học Công nghệ đã thống kê ghi nhận được 584 loài chân khớp trên đồng lúa ở Việt Nam, gồm 133 loài sâu hại thuộc 90 giống, 33 họ

của 8 bộ và 451 loài thiên địch thuộc 253 giống, 59 họ của 10 bộ côn trùng và nhện

Theo tác giả Nguyễn Hữu Huân (2008), quần thể thiên địch trong ruộng lúa tại Cai Lậy (Tiền Giang) chỉ còn 13 loài; dấu hiệu suy giảm đáng kể đa dạng loài của thiên địch trong sinh thái quần thể cây lúa do sử dụng thuốc trừ sâu theo tập quán nông dân

Kết quả điều tra ngoài đồng đã phát hiện được 77 loài côn trùng thuộc 10 bộ (Coleoptera, Orthoptera, Hemiptera, Odonata, Dermaptera, Hymenoptera, Diptera, Thysanoptera, Homoptera, Lepidoptera), 44 họ, trong đó 45 loài côn trùng thiên địch, 21 loài sâu hại và 11 loài côn trùng chưa rõ vai trò trong hệ sinh thái Mật số rầy nâu và sâu cuốn lá cao trên các ruộng lúa khảo sát ở An Giang (Nguyễn Thị Thái Sơn, 2010)

Theo Nguyễn Văn Huỳnh (2012c) hầu hết sâu hại lúa được kiểm soát bởi tập hợp sinh vật bắt mồi và ký sinh sống trên cây lúa, trong đất và nước Vào đầu vụ lúa, các loài côn trùng phân hủy chất hữu cơ và ăn phiêu sinh vật phát triển giúp cho sinh vật ăn mồi xâm nhập và nhân mật số trên ruộng chưa phun thuốc trước khi sâu hại xuất hiện (Settle và ctv 1996)

1.3.2 Tình hình và diện tích lúa thiệt hại do rầy nâu ở ĐBSCL

Rầy nâu xuất hiện gây hại trên khắp các nước trồng lúa, đã gây thiệt hại trầm trọng tại Philippines, Thái Lan, Indonesia, Ấn Độ, Mã Lai, Đài Loan, Trung Quốc, Sri Lanka và Việt Nam (Nguyễn Xuân Hiền và ctv., 1979) Ở Việt Nam, rầy nâu có mặt ở khắp các vùng trồng lúa nhất là các vùng lúa thâm canh (Nguyễn Công Thuật,

1996) Chúng luôn luôn là tai hoạ nghiêm trọng và thường xuyên có mặt từ Nam ra

Bắc, đặc biệt là tại ĐBSCL rầy nâu xuất hiện quanh năm

Năm 1931 với một vài trận dịch nhỏ tại Long An và Tiền Giang, đến năm

1965 các giống lúa mới ngắn ngày từ Viện lúa quốc tế (IRRI) đã du nhập vào Việt Nam, tạo tiền đề cho việc thâm canh, tăng vụ, mở rộng diện tích trồng lúa giúp cho rầy nâu gia tăng mật số Diện tích lúa nhiễm rầy nâu trong giai đoạn 1971-1974 gần 100.000 ha, đại dịch xảy ra ở ĐBSCL vào những năm từ 1977-1979 với diện tích lúa bị hại khoảng một triệu ha, nhiều nơi bị mất trắng, thiệt hại đến hàng triệu tấn

lúa, năm 1991 với 1 triệu ha Những năm 1992-1998 diện tích nhiễm rầy nâu giảm dần còn 300.000 đến 650.000 Ngoài ra, rầy nâu còn truyền bệnh cho cây lúa như bệnh lùn xoắn lá, lúa cỏ Vụ ĐX 1992-1993 diện tích bị nhiễm bệnh lùn xoắn lá gây hại nặng ở các tỉnh ĐBSCL như Cần Thơ, Sóc Trăng, Vĩnh Long lên khoảng 40%

Do đẩy mạnh thâm canh tăng vụ liên tiếp nhau, nên sau một thời gian dài bị khống chế, rầy nâu đã phát dịch trở lại trên diện rộng từ năm 2006 do thích nghi được với khả năng kháng rầy của các giống lúa và việc sử dụng quá nhiều các loại thuốc BVTV đã phá vỡ sự cân bằng sinh thái trong ruộng lúa (Nguyễn Văn Huỳnh, 2012a) Theo Cục Bảo Vệ Thực Vật (Bảng 1.1), năm 2006 toàn khu vực phía Nam có 448.305 ha lúa bị nhiễm rầy chiếm 10,66% diện tích gieo trồng Sang năm 2007 diện tích nhiễm tăng lên 13,86% (572.419 ha), năm 2008 diện tích gieo trồng bị nhiễm 552.006 ha và tập trung tại các địa phương như: Đồng Tháp, Long An, Tiền Giang, Sóc Trăng, Kiên Giang, TP Cần Thơ, Bạc Liêu Từ năm 2010 tình hình nhiễm rầy nâu đã giảm, theo thống kê là 332.941 ha chiếm 8,53% tổng diện tích gieo trồng toàn khu vực phía Nam, nhờ có gieo sạ né rầy đồng loạt, tiến bộ kỹ thuật

3 giảm 3 tăng, 1 phải 5 giảm đã được nông dân tích cực hưởng ứng (Nguyễn Văn Huỳnh, 2012c)

Bảng 1.1 Diện tích lúa và tỉ lệ nhiễm rầy nâu ở khu vực phía Nam từ năm 2006 – 2011

DT (ha)

tỷ lệ (%)

DT (ha)

tỷ lệ (%)

DT (ha)

tỷ lệ (%)

Từ năm 2012 đến 2015 tình hình diện tích lúa bị nhiễm rầy nâu đã giảm đáng

kể (Bảng 1.2) Tỷ lệ diện lúa nhiễm chiếm từ 4,69% (năm 2012) giảm xuống 4,32% (năm 2014), đến năm 2015 chỉ có 2,65% diện tích lúa bị nhiễm Tuy nhiên, dịch hại rầy nâu vẫn là vấn đề quan trọng, do vậy việc tìm giải pháp phòng chống rầy nâu hợp lý sẽ góp phần tích cực cho công tác BVTV đạt hiệu quả cao, để giảm áp lực của dịch hại, giảm số lần phun thuốc BVTV là rất cần thiết

Bảng 1.2 Diện tích lúa và tỉ lệ nhiễm rầy nâu ở khu vực phía Nam từ năm 2012 đến 2015

Năm Diện tích gieo sạ

(ha)

Diện tích nhiễm (ha)

Tỷ lệ (%)

Nguồn: Trung tâm BVTV phía Nam, 2015

1.3.3 Đặc điểm sinh học, sinh thái rầy nâu (Nilaparvata lugens Stål)

Theo các tài liệu của Watson và Dallwitz (2003) rầy nâu có tên khoa học là

Nilaparvata lugens Stål, thuộc giống Nilaparvata, họ rầy thân Delphacidea, thuộc

bộ cánh đều Homoptera, phân bố khắp thế giới.Ngoài gây hại cho cây lúa chúng

còn truyền virus gây bệnh vàng lùn, lùn xoắn lá (Reissig và ctv, 1986), gây thiệt hại lớn cho cây trồng (Dyck và Thomas, 1979) Thành trùng rầy nâu hoạt động với biên

độ nhiệt 10 – 32oC, con cái cánh dài chịu đựng nhiệt độ bất lợi cao hơn con đực, chúng sống trong vòng từ 10 – 20 ngày vào mùa hè và 30 – 50 ngày vào mùa thu Con cái đẻ trong 21 ngày ở 20oC nhưng giảm chỉ còn 3 ngày ở 30oC Con cái thường đẻ trứng vào trong mô phân bào của bẹ và phiến lá với 4 – 10 trứng/ổ và

300 – 350 trứng/con cái Con cái cánh ngắn đẻ hơn con cái cánh dài Thời kỳ ủ trứng 4 – 8 ngày, trứng phát triển nhanh ở nhiệt độ 25 – 30oC, nhưng không nở ở

33oC, nhiệt độ tối hảo là 27oC Ấu trùng có 4 lần lột xác kéo dài 14 – 21 ngày

Lượng trứng và sự phát triển của rầy non cao nhất ở 27 - 28oC Tuy nhiên rầy non tuổi 4 - 5 có thể sống trong khoảng 12 - 31oC Như vậy, vòng đời rầy nâu biến thiên

từ 20 - 50 ngày (Mochida và Okada, 1979; Ge và ctv., 2011) Riêng tại ĐBSCL, rầy nâu hoàn tất chu kỳ sống trong vòng 20 - 30 ngày tùy theo mùa vụ, thời tiết và lượng thức ăn trên đồng ruộng

Theo nghiên cứu gần đầy của Nguyễn Văn Huỳnh (2012b) rầy nâu ở ĐBSCL thì chu kỳ sinh trưởng có vòng đời từ 21-26 ngày: Thời gian phát triển của trứng từ 5-7 ngày Ấu trùng có 5 tuổi với thời gian phát triển từ 11-16 ngày (tuổi 1: 2-3 ngày; tuổi 2: 2-3 ngày; tuổi 3: 1-3 ngày; tuổi 4: 1-3 ngày; tuổi 5: 2-4 ngày) Ấu trùng đều sống ở gốc lúa là chính, lột xác vào ban ngày nhất là vào buổi sáng Thành trùng sống trong vòng từ 6-21 ngày và đẻ trung bình 543 trứng từ 3-5 ngày sau khi vũ hóa cho đến ngày trước khi chết Thành trùng có 2 dạng cánh: cánh ngắn

và cánh dài; sống dưới gốc lúa chung với ấu trùng vừa nở ra; ban đêm chúng di chuyển lên ngọn lá và để phân tán đến nơi khác

* Đặc điểm sinh thái

 Nhiệt độ: Nhiệt độ là một trong những yếu tố khí hậu có ảnh hưởng lớn

nhất tới sự phát dục, biến động quần thể và phát dịch của rầy nâu Nhiệt độ trong phạm vi 25-30ºC là thích hợp nhất đối với sự phát dục của trứng và rầy non, nếu nhiệt độ cao hơn 33-35ºC thì không thích hợp với rầy (Bae và Pathak, 1970) Theo

Ho và Liu (1969) cho rằng nhiệt độ thấp trong khoảng từ 15-18ºC là không thích hợp cho sự phát triển của rầy Tác giả Fukuda (1934) cho hay nhiệt độ cao góp phần tăng số lượng rầy

 Ẩm độ và lượng mưa: Về vai trò của ẩm độ với phát sinh, phát triển của

rầy nâu, nhìn chung các tác giả đều cho rằng môi trường ẩm có liên quan chặt với rầy nâu, điều kiện này góp phần làm tăng số lượng quần thể của chúng Trong vùng nhiệt đới nóng và ẩm, rầy nâu sống quanh năm và biến động mật số tuỳ vào giống lúa, hệ thiên địch và điều kiện môi trường Sau khi lúa gặt xong, rầy nâu di chuyển lên cỏ dại nhưng không sống tiềm sinh ở đó (Mochida và ctv., 1977) Lũ lụt với các trận mưa lớn trong hàng tháng trời sẽ làm rầy nâu bị suy kiệt, rầy cám trôi xuống

nước, đồng thời rầy cũng dễ bị nấm bệnh tấn công Trong khi mưa nhỏ hay mưa nắng xen kẻ, trời âm u rất thích hợp để rầy phát triển mật số Ẩm độ thích hợp đối với rầy nâu là từ 80 – 86%

ĐBSCL có nhiệt độ cao và ổn định trong năm đặc trưng cho khí hậu nhiệt

đới gió mùa điển hình Nhiệt độ không khí trung bình năm đạt trên 260C Tháng nóng nhất là tháng 4 với nhiệt độ trung bình tháng 28-300C Tháng có nhiệt độ thấp nhất là tháng giêng, đôi khi là tháng 12 với nhiệt độ dao động 24-260C Vùng có ẩm

độ tương đối trung bình năm thấp nhất dưới 80 % Tháng có ẩm độ thấp nhất là tháng 3 hoặc tháng 4, cao nhất là tháng 9, tháng 10 Phân bố lượng mưa trung bình năm phổ biến từ 1600 - 2400mm Lượng mưa năm phân bố theo mùa rõ rệt Tháng mưa nhiều nhất thường là tháng 8, tháng 9 đôi khi tháng 10 Tháng mưa ít nhất là tháng 12 hoặc tháng giêng Đây là điều kiện thích hợp cho rầy nâu sinh trưởng, phát triển và gây hại cho cây lúa ở các tỉnh ĐBSCL cũng như tại Cần Thơ

 Mùa vụ: Trong điều kiện dẫn thủy tốt, trồng lúa liên tục, thời vụ lai rai

kéo dài, gieo sạ dày với giống lúa nhiễm rầy lại bón nhiều phân đạm, phun thuốc trừ sâu bừa bải thì rầy nâu sẽ bùng phát mạnh (Nickel, 1973; Freeman, 1976) ĐBSCL hiện nay canh tác 2-3 vụ lúa trong năm có nơi canh tác liên tục, không có mùa vụ rõ ràng trong khu vực; do đó thời gian cây lúa tồn tại trên đồng càng dài thì quần thể rầy nâu càng có điều kiện nhân mật số cao, nguy cơ tiềm ẩn bùng phát dịch hại rất cao

 Tập quán sinh sống và cách gây hại: Rầy trưởng thành tập trung thành

từng đám ở trên thân lúa phía khóm lúa để hút nhựa, khi bị khua động thì lẫn trốn bằng cách bò hoặc nhảy sang cây khác, nhảy xuống nước, hoặc bay xa đến chỗ khác Ban ngày rầy nâu ít hoạt động trên lá lúa Chiều tối bò lên phía trên thân lúa hoặc lá lúa Sau khi vũ hóa từ 3 - 5 ngày thành trùng cái bắt đầu đẻ trứng bằng cách rạch bẹ lá hoặc gân chính của phiến lá, gần cổ lá Rầy cái tập trung đẻ trứng ở gốc cây lúa, cách mặt nước 10 - 15 cm Cả thành trùng và ấu trùng rầy nâu đều thích sống dưới gốc cây lúa, chúng chích hút cây lúa bằng cách cho vòi chích hút vào mạch libe của mô hút nhựa Trong khi chích hút rầy tiết nước bọt phá hủy mô cây,

cản trở sự di chuyển nhựa nguyên và nước lên phần trên của cây lúa làm cây lúa bị héo khô, gây ra hiện tượng cháy rầy (Dupo và Barrion, 2009; Seo và ctv, 2009a)

Rầy nâu thích tấn công cây lúa còn nhỏ, nhưng nếu mật số cao có thể gây hại mọi giai đoạn tăng trưởng của cây lúa:

- Lúa đẻ nhánh: rầy chích hút nơi bẹ tạo thành những sọc màu nâu đậm dọc theo thân do nấm và vi khuẩn tấn công tiếp theo

- Lúa từ làm đòng đến trổ: rầy thường tập trung chích hút ở cuống đòng non Ngoài ảnh hưởng gây hại trực tiếp như trên, rầy nâu còn gây hại gián tiếp cho cây lúa như: mô cây tại các vết chích hút và đẻ trứng của rầy trên thân cây lúa bị hư

do sự xâm nhập của một số loài nấm, vi khuẩn Phân rầy tiết ra có chất đường thu hút nấm đen tới đóng quanh gốc lúa, cản trở quang hợp, ảnh hưởng đến sự phát triển của cây lúa Rầy nâu thường truyền các bệnh vàng lùn và lùn xoắn lá cho cây lúa, làm lúa bị thất thu hoặc giảm năng suất

1.3.4 Thành phần thiên địch rầy nâu

Các kết quả nghiên cứu trước đây, thành phần và diễn biến số lượng quần thể thiên địch của rầy nâu đã được phát hiện là 56 loài côn trùng, nhện, nấm và tuyến trùng Có 18 loài thiên địch của rầy nâu bắt gặp thường xuyên với số lượng tương đối cao, 6 loài ký sinh trứng rầy nâu, 8 loài ký sinh rầy non và trưởng thành, 2 loài ký sinh bậc 2, 5 loài thuộc 3 giống họ ong kiến ngoại ký sinh rầy non và rầy trưởng thành Trong số các loài ăn thịt, thường gặp nhất là nhện bắt mồi Trong đó, loài có

số lượng lớn hơn cả là loài Lycoza pseudoannulata, phổ biến ở hầu hết các nơi trên

ruộng lúa, chúng có mặt từ đầu vụ đến cuối vụ lúa, chúng thích sống ở nơi ẩm ướt

Nhện Lycoza pseudoannulata có khả năng ăn mồi lớn: 6-7 rầy non và 3-4 rầy

trưởng thành/ngày 4-5 rầy trưởng thành hoặc 7-8 rầy non/ngày (Nguyễn Công Thuật, 1989; Phạm Văn Lầm, 1992)

Trong cả vòng đời, mỗi con thiên địch ăn rất nhiều sâu hại Thiên địch xuất hiện ở hầu hết các môi trường trồng lúa Một số thiên địch như: nhện, bọ rùa, kiến

ba khoang, bọ cánh cứng tìm mồi như rầy xanh hút lá, bọ rầy hút thân cây, bướm và sâu non của sâu đục thân Nhện thích mồi di động nhưng một số khác lại thích ăn

trứng sâu Nhiều loài nhện săn mồi ban đêm, một số khác thì kéo màng và ăn tất cả những gì mắc vào lưới dù ngày hay đêm Quan hệ tương tác giữa rầy nâu và kẻ thù

tự nhiên (bắt mồi, ký sinh ) dường như là nhân tố chính điều khiển quần thể rầy

nâu, nhất là ở các nước nhiệt đới (Visarto, 2005)

Các loài ăn thịt như bọ rùa đỏ, kiến ba khoang, bọ cánh ngắn, bọ xít mù xanh, bọ xít nước chúng xuất hiện, phát sinh, phát triển theo sự xuất hiện và gia tăng của mật số rầy nâu trên ruộng lúa Chúng có thể ăn trứng, ăn rầy non và thường đạt đỉnh cao vào đỉnh cao của rầy nâu hoặc trứng (Nguyễn Công Thuật, 1989) Các

loài ăn thịt chủ yếu thuộc họ Miridae và Coccinellidae Mỗi ngày một con bọ rùa

(cả thành trùng lẫn ấu trùng) có thể ăn từ 5-10 con rầy

Kiến ba khoang có 2 loài thường gặp trên ruộng lúa là: Paederus fuscipes (Curtis) thuộc họ Staphylinidae và Ophionea indica thuộc họ Carabidae (Qiu và

ctv, 2004) Ấu trùng và thành trùng các loài kiến ba khoang kể trên đều ăn ấu trùng

và thành trùng rầy nâu Một con kiến ba khoang có thể ăn từ 3-5 rầy nâu mỗi ngày

Bọ xít nước: Có 2 loài thường xuất hiện trên ruộng lúa là Microvelia

atrolineata Bergroth (họ Veliidae) và Mesovelia sp (họ Mesoveliidae) Cả hai loài

trên thuộc bộ Hemiptera (Cánh Nửa Cứng) Ấu trùng và thành trùng các loài bọ xít

nước đều chích hút chất dịch bên trong cơ thể ấu trùng và thành trùng rầy nâu Một bọ xít có thể tấn công từ 4-7 ấu trùng và thành trùng rầy nâu mỗi ngày

Bọ xít mù xanh (Cyrtorhinus lividipennis Reuter) thuộc họ Miridae, bộ

Hemiptera Ấu trùng và thành trùng bọ xít mù xanh chủ yếu tấn công trứng của rầy

nâu Thành trùng bọ xít mù xanh còn săn bắt cả ấu trùng và thành trùng rầy nâu để

ăn Mỗi ngày một con bọ xít mù xanh có thể ký sinh từ 7-10 trứng rầy hoặc từ 1-5 con rầy

Các loài nhện: Phổ biến là loài Pardosa Pseudoannulata (Boesenberg -

Strand), một con nhện có thể ăn từ 5-15 rầy nâu mỗi ngày

Các loài ký sinh: Có nhiều loài ong ký sinh đẻ trứng vào trứng, ấu trùng hoặc thành trùng rầy nâu Khả năng ký sinh của từng loài đều khác nhau, có loài chỉ ký sinh từ 2-8 trứng rầy trong 1 ngày, có loài có thể đến 15-30 trứng/ngày Ký sinh

trứng phổ biến thuộc 2 họ Mymaridae và Trichogrammatidae, vai trò của chúng đã

được tác giả Hà Quang Hùng (1984) nghiên cứu, cũng như vai trò ký sinh của ong

Oligosita và Gonatocerus trên trứng rầy nâu, ong Anagrus sp ký sinh trứng rầy nâu

từ tháng 4-11 (vùng Hà Nội), tháng 7-12 (Long An) Tỷ lệ trứng bị ong này ký sinh

từ 15-25%, có trường hợp 95% như kết quả điều tra ở cuối vụ Hè Thu tháng 8/1980

1.3.5 Các biện pháp phòng trừ rầy nâu

Biện pháp phòng trừ rầy nâu phổ biến hiện nay:

- Nên chọn trồng các giống kháng: Nên trồng nhiều giống lúa có tính kháng trung bình, kháng ngang trên đồng ruộng cùng một lúc để tránh tình trạng rầy quen thức ăn và để tránh sự phát triển độc tính của các quần thể rầy nâu, tránh áp lực của rầy khi rầy bộc phát Đây là biện pháp hàng đầu và quan trọng nhất Nên trồng một

số giống lúa kháng trung bình đã phổ biến trên diện rộng như: OM4900, OM3536, AS996, OM4498, OM4495, OM576, OM 6162…

- Biện pháp canh tác:

+ Thời vụ: nên gieo sạ trồng lúa đồng loạt, đúng thời vụ, tránh thời gian gieo

sạ kéo dài, tránh mùa vụ gối nhau làm lúa hiện diện liên tục trên đồng, tạo ra nguồn thức ăn dồi dào cho rầy nâu

+ Mật độ gieo sạ: không gieo sạ cấy dày, mật độ thích hợp 150 kg/ha

+ Thường xuyên thăm đồng và vệ sinh đồng ruộng

+ Luân canh: trồng thêm một vụ dưa, đậu, bắp,…để cắt nguồn thức ăn của rầy nâu

+ Điều chỉnh cách bón phân đạm: nên chia ra bón nhiều lần (> 3), kết hợp bón phân cân đối NPK, tăng cường bón kali để tăng tính chống sâu bệnh

+ Tháo nước ra trong vòng 3 – 4 ngày

- Biện pháp sinh học: được nhắc đến như một biện pháp không thể thiếu trong biện pháp bảo vệ cây trồng Tuy nhiên, trên cây lúa, biện pháp này vẫn chủ yếu là bảo vệ các thiên địch trong tự nhiên thông qua việc thực hiện các biện pháp phòng trừ và canh tác làm giảm việc ảnh hưởng đến suy giảm quần thể của thiên địch trong tự nhiên (Viện BVTV, 2006) Bảo vệ các thiên địch và các loài ong ký