NGHIÊN cứu và ỨNG DỤNG PHEROMONE GIỚI TÍNH sâu đục THÂN gây hại cây MAI DƯƠNG carmenta mimosa eichlin và passoa tại THÀNH PHỐ cần THƠ, TỈNH ĐỒNG THÁP và VĨNH LONG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG PHẠM BẢO LỘC TRẦN VĂN HIẾU NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG PHEROMONE GIỚI TÍNH SÂU ĐỤC THÂN GÂY HẠI CÂY MAI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

PHẠM BẢO LỘC TRẦN VĂN HIẾU

NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG PHEROMONE GIỚI TÍNH SÂU ĐỤC THÂN GÂY HẠI CÂY MAI DƯƠNG

Carmenta mimosa Eichlin và Passoa (LEPIDOPTERA:

SESIIDAE) TẠI THÀNH PHỐ CẦN THƠ, TỈNH ĐỒNG THÁP VÀ VĨNH LONG

Luận văn tốt nghiệp Ngành: BẢO VỆ THỰC VẬT

Cần Thơ, 2012

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

Luận văn tốt nghiệp Ngành: BẢO VỆ THỰC VẬT

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG PHEROMONE GIỚI

TÍNH SÂU ĐỤC THÂN GÂY HẠI CÂY MAI DƯƠNG

Carmenta mimosa Eichlin và Passoa (LEPIDOPTERA:

SESIIDAE) TẠI THÀNH PHỐ CẦN THƠ, TỈNH ĐỒNG THÁP VÀ VĨNH LONG

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

Ks Châu Nguyễn Quốc Khánh Trần Văn Hiếu 3093349

Cần Thơ, 2012

i

LỜI CẢM TẠ

Kính dâng lên!

Cha, Mẹ lòng biết ơn chân thành và thiêng liêng nhất Con mãi mãi ghi nhớ công

ơn sinh thành, dưỡng dục, tận tụy nuôi con khôn lớn đến ngày hôm nay Cha Mẹ

đã không ngại hy sinh để giúp con vượt qua những chông gai trong cuộc sống

Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến

Ts Lê Văn Vàng, Thầy đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, cho những lời khuyên hết sức bổ ích cho chúng em trong việc nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Ks Châu Nguyễn Quốc Khánh, Người đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ và đóng góp rất nhiều những ý kiến xác đáng, chân thành để giúp chúng em hoàn thành tốt luận văn của mình

Thầy cố vấn học tập Phạm Kim Sơn, Thầy đã quan tâm, giúp đỡ, dìu dắt chúng

em từ những ngày đầu tiên đặt chân lên giảng đường Đại học cho đến khi hoàn thành khóa học Quí Thầy, Cô trường Đại học Cần Thơ, khoa Nông nghiệp và SHƯD đã tận tình truyền đạt cho em những kiến thức vô giá, tạo mọi điều kiện tốt đẹp nhất cho chúng em hoàn thành chương trình học của mình

Xin chân thành cảm ơn

Anh Tiến (cao học k18), các bạn Ngân Giang, Thị Bé, Mỹ Hằng đã giúp đỡ chúng tôi rất nhiều trong quá trình học tập, làm luận văn

Xin chân trọng ghi nhớ sự chân tình và giúp đỡ của các anh chị trong Trung tâm Khí tượng Thủy văn Tp Cần Thơ đã cung cấp cho tôi dữ liệu Khí tượng tại địa phương và các anh Bảo vệ VQGTC đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện thí nghiệm

Xin trân trọng ghi nhớ tình cảm của các bạn trong lớp BVTV k35

ii

TIỂU SỬ CÁ NHÂN

Nơi sinh: An Giang

Họ và tên mẹ: Nguyễn Ngọc Dung Sinh năm: 1969

Quê quán: Xã Tân Thạnh, Thị xã Tân Châu – Tỉnh An Giang

Đã tốt nghiệp trung học phổ thông năm 2009 tại trường THPT Tân Châu, Thị xã Tân Châu, tỉnh An Giang

Đã vào trường Đại học Cần Thơ thuộc khoa Nông nghiệp và SHƯD, ngành Bảo

vệ Thực vật khóa 35 (2009-2013)

Nơi Sinh: An Giang

Họ và tên mẹ: Nguyễn Thị Nhung Sinh năm: 1965

Quê quán: Phường Mỹ Thới, Tp Long Xuyên, tỉnh An Giang

Đã tốt nghiệp trung học phổ thông năm 2009 tại trường THPT Mỹ Thới, Tp Long Xuyên,tỉnh An Giang

Đã vào trường Đại học Cần Thơ thuộc khoa Nông nghiệp và SHƯD, ngành Bảo

vệ Thực vật khóa 35 (2009-2013)

iii

LỜI CAM ĐOAN

Chúng tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn tốt nghiệp là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình luận văn nào trước đây

Tác giả luận văn

Phạm Bảo Lộc Trần Văn Hiếu

iv

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN BẢO VỆ THỰC VẬT

Chứng nhận đã chấp thuận luận văn tốt nghiệp đính kèm với đề tài:

“NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG PHEROMONE GIỚI TÍNH SÂU ĐỤC

THÂN GÂY HẠI CÂY MAI DƯƠNG, Carmenta mimosaEichlin và Passoa TẠI THÀNH PHỐ CẦN THƠ, TỈNH ĐỒNG THÁP VÀ VĨNH LONG”

Do sinh viên: Phạm Bảo Lộc và Trần Văn Hiếu thực hiện và đề nạp

Kính trình Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp

Cần Thơ, ngày tháng 12 năm 2012

Cán bộ hướng dẫn

Ts Lê Văn Vàng

Ks Châu Nguyễn Quốc Khánh

v

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN BẢO VỆ THỰC VẬT

Chứng nhận đã chấp thuận luận văn tốt nghiệp đính kèm với đề tài:

“NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG PHEROMONE GIỚI TÍNH SÂU ĐỤC

THÂN GÂY HẠI CÂY MAI DƯƠNG, Carmenta mimosa Eichlin và Passoa

(LEPIDOPTERA: SESIIDAE) TẠI THÀNH PHỐ CẦN THƠ, TỈNH ĐỒNG

THÁP VÀ VĨNH LONG”

Do sinh viên: Phạm Bảo Lộc và Trần Văn Hiếu thực hiện

Luận văn đã được Hội đồng đánh giá ở mức:………

Ý kiến Hội đồng: ………

………

………

………

………

Cần Thơ, ngày tháng 12 năm 2012

CHỦ NHIỆM KHOA NN & SHƯD

vi

MỤC LỤC

Trang

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT x

DANH SÁCH HÌNH xi

DANH SÁCH BẢNG xiii

TÓM LƯỢC xv

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 1.1 CÂY MAI DƯƠNG, Mimosa pigra L 1.1.1 Nguồn gốc 3

1.1.2 Thực trạng xâm lấn gây hại của cây Mai dương 3

1.1.2.1 Tình hình xâm lấn gây hại của cây Mai dương ở một số nước trên Thế giới 3

1.1.2.2 Tình hình xâm lấn gây hại của cây Mai dương ở Việt Nam 4

1.1.3 Đặc điểm sinh học, sinh thái của cây Mai dương 5

1.1.3.1 Rễ 5

1.1.3.2 Thân – Lá 5

1.1.3.3 Hoa 5

1.1.3.4 Trái 6

1.1.3.5 Hạt 6

1.1.4 Cách thức xâm nhiễm và tác hại của cây Mai dương 6

1.1.4.1 Cách thức xâm nhiễm của cây Mai dương 6

1.1.4.2 Một số tác hại do cây Mai dương gây ra 7

1.1.5 Các biện pháp quản lý Mai dương 7

1.1.5.1 Biện pháp thủ công 7

1.1.5.2 Trồng cây che phủ 8

1.1.5.3 Biện pháp hóa học 9

1.1.5.4 Biện pháp sinh học 9

1.2 SÂU ĐỤC THÂN CÂY MAI DƯƠNG 1.2.1 Phân loại 11

1.2.2 Phân bố - Ký chủ 11

1.2.3 Đặc điểm hình thái và sinh học của sâu đục thân cây Mai dương C mimosa 12

vii

1.2.3.1 Thành trùng 12

1.2.3.2 Trứng 13

1.2.3.3 Ấu trùng 13

1.2.3.4 Nhộng 13

1.2.4 Vòng đời sâu đục thân cây Mai dương C mimosa 13

1.2.5 Thực trạng việc nhập nội, nhân nuôi và thả thí nghiệm sâu đục thân C mimosa để phòng trừ cây Mai dương 14

1.3 PHEROMONE 1.3.1 Khái niệm về pheromone 14

1.3.2 Một số đặc tính của pheromone 14

1.3.3 Các loại pheromone 15

1.3.3.1 Pheromone giới tính (Sex pheromones) 15

1.3.3.2 Pheromone báo động (Alarm pheromones) 16

1.3.3.3 Pheromone đánh dấu (Trail-marking pheromones) 16

1.3.3.4 Các loại pheromone khác 17

1.3.4 Pheromone giới tính bộ cánh vảy (Lepidoptera) 17

1.3.4.1 Pheromone kiểu I 18

1.3.4.2 Phermon kiểu II 18

1.3.4.3 Pheromone kiểu khác 19

1.3.5 Một số nghiên cứu và ứng dụng của pheromone 19

1.3.5.1 Trên Thế giới 19

1.3.5.2 Ở Việt Nam 21

1.3.6 Một số hợp chất pheromone giới tính của họ ngài cánh trong Sesiidae 23

Chương 2 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1 PHƯƠNG TIỆN 2.1.1 Thời gian và địa điểm 24

2.1.2 Vật liệu thí nghiệm 24

2.1.3 Hóa chất 24

2.1.4 Bẫy pheromone 24

2.1.4.1 Cách điều chế mồi pheromone 25

2.1.4.2 Nguồn thành trùng C mimosa 25

2.1.4.3 Cách đặt bẫy 26 2.2 PHƯƠNG PHÁP

viii

2.2.1 Khảo sát khả năng hấp dẫn của pheromone giới tính tổn hợp đối với thành

trùng C mimosa ở điểu kiện ngoài đồng 27

2.2.1.1 Thí nghiệm 1 27

2.2.1.2 Thí nghiệm 2 28

2.2.1.3 Thí nghiệm 3 29

2.2.1.4 Thí nghiệm 4 29

2.2.1.5 Thí nghiệm 5 30

2.2.2 Khảo sát diễn biến mật số quần thể sâu đục thân cây Mai dương C mimosa bằng pheromone giới tính tổng hợp ở một số tỉnh bị cây Mai dương xâm nhiễm tại vùng ĐBSCL 32

2.2.2.1 Thí nghiệm 6 32

2.2.2.2 Thí nghiệm 7 33

2.2.2.3 Thí nghiệm 8 34

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 HIỆU QUẢ HẤP DẪN CỦA PHEROMONE GIỚI TÍNH ĐỐI VỚI THÀNH TRÙNG CARMENTA MIMOSA Ở ĐIỀU KIỆN NGOÀI ĐỒNG 3.1.1 Khả năng hấp dẫn thành trùng C mimosa của bốn hợp chất quan hệ Z3,Z13-18:OAc, OH, Ald và E3,Z13-18:OAc 35

3.1.2 Khả năng hấp dẫn của pheromone giới tính tổng hợp sâu đục thân cây Mai dương C mimosa được phối trộn từ hai thành phần hợp chất 37

3.1.3 Hiệu quả hấp dẫn của pheromone giới tính tổng hợp sâu đục thân cây Mai dương C mimosa được phối trộn từ bốn thành phần hợp chất khác nhau về đồng phân hình học 38

3.1.4 Khả năng hấp dẫn thành trùng đực giữa pheromone giới tính tổng hợp so với thành trùng cái củ sâu đục thân cây Mai dương C mimoa 40

3.1.5 So sánh hiệu quả hấp dẫn sâu đục thân cây Mai dương C mimosa giữa các vật liệu dùng làm chất nền (tuýp cao su) phóng thích pheromone 41

3.2 ỨNG DỤNG PHEROMONE GIỚI TÍNH TRONG VIỆC KHẢO SÁT DIỄN BIẾN MẬT SỐ, SỰ HIỆN DIỆN CỦA SÂU ĐỤC THÂN C MIMOSA TẠI MỘT SỐ TỈNH BỊ MAI DƯƠNG XÂM NHIỄM Ở ĐBSCL 3.2.1 Sự hiện diện của sau đục thân cây Mai dương C mimosa tại một số tinh bị Mai dương xâm nhiễm ở ĐBSCL 43

3.2.2 Sự tương quan giữa số vết sâu đục trên thân với số lượng thành trùng sâu đục thân cây Mai dương C mimosa vào bẫy tại một số tỉnh bị Mai dương xâm nhiễm ở ĐBSCL 44

ix

3.2.2.1 Tại Cần Thơ 44 3.2.2.2 Tại Đồng Tháp 48 3.2.2.3 Tại Vĩnh Long 51

3.2.3 Diễn biến mật số quần thể sâu đục thân cây Mai dương C mimosa tại Tp

Cần Thơ 52 Chương 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

4.1 KẾT LUẬN 56 4.2 ĐỀ NGHỊ 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

x

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long

E3,E13-18:OAc (E,E)-3,13-Octadecadienyl acetate

E3,Z13-18:OAc (E,Z)-3,13-Octadecadienyl acetate

HPLC Hight Performance Liquid Chromatography NSKD Ngày sau khi đặt bẫy

VQGNCT Vườn quốc gia Nam Cát Tiên

VQGTC Vườn quốc gia Tràm Chim

VQGCT Vườn quốc gia Cát Tiên

Z3,E13-18:OAc (Z,E)-3,13-Octadecadienyl acetate

Z3,Z13-18:Oac (Z,Z)-3,13-Octadecadienyl acetate

Z3,Z13-18:Ald (Z,Z)-3,13-Octadecenal

Z3,Z13-18:OH (Z,Z)-3,13-Octadeca-3,13-dien-1-ol

2.2 Các nghiệm thức được tiến hành trong thí nghiệm 2 28 2.3 Các nghiệm thức được tiến hành trong thí nghiệm 3 29 2.4 Các nghiệm thức được tiến hành trong thí nghiệm 4 30 2.5 Các loại chất nền (tuýp cao su) được dùng trong thí nghiệm 5 31

2.6 Các địa điểm tiến hành thí nghiệm đánh giá sự thiết lập quần thể

2.7 Các địa điểm thực hiện thí nghiệm đánh giá sự tương quan giữa số

vết sâu đục với số lượng thành trùng vào bẫy 33

3.1

Số lượng thành trùng C mimosa bị hấp dẫn bởi các hợp chất quan

hệ tại khu dân cư Hưng Phú 1, quận Cái Răng, Tp Cần Thơ từ ngày

05/3/2012 đến ngày 05/4/2012

35

3.2

Thời gian vào bẫy của thành trùng C mimosa tại khu dân cư Hưng

Phú 1, quận Cái Răng, Tp Cần Thơ từ ngày 12/3/2012 đến ngày

19/3/2012

36

3.3

Số lượng thành trùng C mimosa bị hấp dẫn bởi pheromone giới

tính tổng hợp được phối trộn từ hai hợp chất Z3,Z13-18:OAc và

Z3,Z13-18:OH tại khu dân cư Hưng Phú 1, quận Cái Răng, Tp Cần

Thơ từ ngày 05/4/2012 đến ngày 05/5/2012

37

xii

3.4

Số lượng thành trùng bị hấp dẫn bởi 4 hợp chất khác nhau về đồng

phân hình học tại khu dân cư Hưng Phú 1, quận Cái Răng, Tp Cần

Thơ từ ngày 14/4/2012 đến ngày 14/5/2012

39

3.5

Số lượng thành trùng bị hấp dẫn vào bẫy bởi pheromone giới tính

tổng hợp và thành trùng cái C mimosa tại khu dân cư Phú An,

quận Cái Răng, Tp Cần Thơ từ ngày 10/6/2012 đến ngày

10/7/2012

40

3.6

Số lượng thành trùng bị hấp dẫn vào bẫy giữa 2 loại tuýp cao su tại

khu dân cư Phú An, quận Cái Răng, Tp Cần Thơ, từ ngày

04/9/2012 đến ngày 04/12/2012

41

3.7

Số lượng thành trùng sâu đục thân cây Mai dương C mimosa vào

bẫy ở một số địa điểm tại 3 tỉnh thành ĐBSCL từ ngày 23/6/2012

đến ngày 21/7/2012

43

(A) Nghiệm thức D-3 mồi là thành trùng cái sống

(B) Nghiệm thức D-4 mồi gồm Z3,Z13-18:OAc và thành trùng cái

chết

30

2.5 (A) Chất nền là tuýp cao su ngoại nhập Aldrich

3.1

Số lượng thành trùng C mimosa vào bẫy theo thời gian giữa hai loại

chất nền (tuýp cao su) phóng thích pheromone tại khu dân cư Hưng

Phú 1, quận Cái Răng, Tp Cần Thơ

42

3.2

Sự hiện diện và gây hại của sâu đục thân cây Mai dương C mimosa

tại khu dân cư Phú An, quận Cái Răng, Tp Cần Thơ từ ngày

12/8/2012 đến ngày 18/11/2012

45

3.3

Sự tương quan giữa số lượng thành trùng C mimosa vào bẫy với số

vết sâu đụca trên thân cây Mai dương tại khu dân cư Phú An, quận Cái

Răng, Tp Cần Thơ từ ngày 12/8/2012 đến ngày 18/11/2012

46

3.4

Sự hiện diện và gây hại của sâu đục thân cây Mai dương C mimosa

tại khu dân cư Hồng Phát, quận Ninh Kiều, Tp Cần Thơ từ ngày

12/8/2012 đến ngày 18/11/2012

46

3.5

Sự tương quan giữa số lượng thành trùng C mimosa vào bẫy với số

vết sâu đụca trên thân cây Mai dương tại khu dân cư Hồng Phát, quận

Ninh Kiều, Tp Cần Thơ từ ngày 12/8/2012 đến ngày 18/11/2012

47

xiv

3.6

Sự hiện diện và gây hại của sâu đục thân cây Mai dương C mimosa

tại VQGTC, tỉnh Đồng Tháp từ ngày 12/08/2012 đến ngày 18/11/2012

48

3.7

Sự tương quan giữa số lượng thành trùng C mimosa vào bẫy với số

vết sâu đụca trên thân cây Mai dương tại vườn quốc gia Tràm Chim, huyện Tam Nông, tỉnh Đồng Tháp từ ngày 12/8/2012 đến ngày 18/11/2012

49

3.8

Sự hiện diện và gây hại của sâu đục thân cây Mai dương C mimosa

xung quanh trường THPT Tràm Chim, huyện Tam Nông, tỉnh Đồng Tháp từ ngày 12/08/2012 đến ngày 18/11/2012

49

3.9

Sự tương quan giữa số lượng thành trùng C mimosa vào bẫy với số

vết sâu đụca trên thân cây Mai dương xung quanh trường THPT Tràm Chim, huyện Tam Nông, tỉnh Đồng Tháp từ ngày 12/8/2012 đến ngày 18/11/2012

50

3.10

Sự hiện diện và gây hại của sâu đục thân cây Mai dương C mimosa

tại khu Công Nghiệp Hòa Phú, huyện Long Hồ, tỉnh Vĩnh Long từ ngày 12/8/2012 đến ngày 18/11/2012

51

3.11

Sự tương quan giữa số lượng thành trùng C mimosa vào bẫy với số

vết sâu đụca trên thân cây Mai dương tại khu Công Nghiệp Hòa Phú, huyện Long Hồ, tỉnh Vĩnh Long từ ngày 12/8/2012 đến ngày 18/11/2012

52

3.12

Diễn biến mật số quần thể sâu đục thân cây Mai dương C mimosa tại

khu dân cư Phú An, phường Phú Thứ, quận Cái Răng, Tp Cần Thơ từ ngày 03/6/2012 đến ngày 02/12/2012

53

3.13

Sự tương quan giữa số thành trùng đực sâu đục thân cây Mai dương

C mimosa vào bẫy với nhiệt độ (0C) (r = 0,2207) tại khu dân cư Phú

An, Cái Răng, Cần Thơ từ 31/6/2012 đến ngày 02/12/2012

54

3.14

Sự tương quan giữa số thành trùng đực sâu đục thân cây Mai dương

C mimosa vào bẫy với lượng mưa (r = -0,3461) tại khu dân cư Phú

An, Cái Răng, Cần Thơ từ 01/6/2012 đến ngày 01/12/2012

54

xv

Phạm Bảo Lộc và Trần Văn Hiếu, 2012 Nghiên cứu và ứng dụng pheromone

giới tính sâu đục thân gây hại cây Mai dương, Carmenta mimosa Eichlin và

Passoa (Lepidoptera: Sesiidae) tại Thành phố Cần Thơ, tỉnh Đồng Tháp và Vĩnh Long Luận văn tốt nghiệp ngành Bảo vệ Thực vật, Khoa Nông nghiệp và SHƯD, Trường Đại học Cần Thơ

TÓM LƯỢC

Đề tài: “Nghiên cứu và ứng dụng pheromone giới tính sâu đục thân gây hại

cây Mai dương, Carmenta mimosa Eichlin và Passoa (Lepidoptera: Sesiidae)

tại Thành phố Cần Thơ, tỉnh Đồng Tháp và Vĩnh Long” thực hiện từ tháng 3

năm 2012 đến tháng 11 năm 2012 đã đạt được những kết quả như sau:

Trong đánh giá hiệu quả hấp dẫn ngoài đồng, mồi pheromone được điều chế từ một hợp chất duy nhất Z3,Z13-18:OAc nồng độ 1 mg/tuýp cho hiệu quả hấp dẫn

cao đối với thành trùng đực sâu đục thân cây Mai dương Carmenta mimosa Khi

phối trộn Z3,Z13-18:OAc với hợp chất quan hệ E3,Z13-18:OAc, Z3,Z13-18:Ald

và Z3,Z13-18:OH (trên 10% thành phần mồi) thì cho hiệu quả ức chế khả năng

hấp dẫn thành trùng đực sâu đục thân cây Mai dương C mimosa của hợp chất

Z3,Z13-18:OAc Các đồng phân hình học của hợp chất Z3,Z13-18:OAc không

cho hiệu quả hấp dẫn đối với thành trùng sâu đục thân cây Mai dương C mimosa

Tuýp cao su sản xuất tại Việt Nam cho hiệu quả tương tự tuýp cao su ngoại nhập

Aldrich khi dùng làm chất nền phóng thích pheromone giới tính tổng hợp của C mimosa (Z3,Z13-18:OAc) nồng độ 1 mg/tuýp Hiệu lực hấp dẫn của pheromone

giới tính sâu đục thân cây Mai dương cao nhất trong vòng một tháng đầu và kéo dài khoảng 2,5tháng

Diễn biến mật số quần thể sâu đục thân cây Mai dương C mimosa khá biến

động, chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ (0C) và lượng mưa (mm) Vào cao điểm của mùa mưa, số lượng thành trùng vũ hóa giảm đáng kể và tăng cao trở lại khi nhiệt

độ tương đối cao (27 - 280C) và lượng mưa thấp

Số vết đục trên thân cây Mai dương với số lượng thành trùng vào bẫy ở Tp Cần Thơ, Đồng Tháp, Vĩnh Long tương quan với nhau Thành trùng sâu đục thân cây

Mai dương C mimosa ở Tp Cần Thơ, tỉnh Đồng Tháp và Vĩnh Long vũ hóa

mạnh vào tháng 8 và cuối tháng 11 trong thời gian khảo sát

MỞ ĐẦU

Việt Nam là một nước nông nghiệp, kiểu khí hậu nhiệt đới gió mùa nhưng có sự biến động thời tiết theo vùng, miền, là một trong năm nước chịu ảnh hưởng nặng nề bởi hiện tượng trái đất ấm dần lên, nước biển dâng cao Nếu nước biển dâng cao thêm 1 m thì 40.000 km2 đất đai sẽ bị ngập chìm trong nước, phần lớn là ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) Với hệ thống sông ngòi dày đặc, tác động của biến đổi khí hậu, trong tương lai một phần lãnh thổ Việt Nam sẽ bị ngập chìm trong nước, tạo ra những vùng đất ngập nước Đây là điều kiện thuận lợi cho các loài thực vật xâm hại như cây Mai dương sinh trưởng và phát triển (Dương Văn Chín, 2009)

Cây Mai dương có tên khoa học là Mimosa pigra có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới

châu Mỹ Chúng được biết đến như là một cây cảnh, cây che phủ, hoặc để kiểm soát xói mòn Tuy nhiên, đến nay cây Mai dương trở thành một loài cỏ dại nguy hiểm,

xâm hại nghiêm trọng (Wallden et al., 1999), được xếp vào danh sách 100 loài sinh

vật ngoại lai xâm lấn nguy hiểm trên thế giới (IUCN, 2003) Ở nước ta, cây Mai dương được ghi nhận đầu tiên tại Mộc Hóa, Long An vào năm 1979, chúng không ngừng phát triển, lan rộng ra hầu hết các tỉnh thành trong cả nước (Trần Triết và ctv., 2004) Cây Mai dương có khả năng phát tán mạnh và hạt cây Mai dương có khả năng tồn tại trong đất khoảng 23 năm (Waterhouse, 1994) Hiện nay, loài cây này được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn xếp vào danh sách 150 loài động thực vật cần tiêu diệt ( http://www.cpv.org.vn/ 2010) và cũng được Bộ Tài nguyên và Môi trường xếp vào danh mục các loài Ngoại lai xâm hại (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2011).

Với khả năng xâm lấn, phát triển mạnh mẽ ở tất cả các vùng sinh thái ở Việt Nam (Phạm Văn Lầm và Phạm Bình Quyền, 2010), để diệt trừ cây Mai dương, bên cạnh các biện pháp như thủ công, cơ giới, hóa học,… biện pháp sử dụng các tác nhân sinh học để diệt trừ cây Mai dương đã được nhiều nước quan tâm (Nguyễn Văn

Cảm và ctv., 2002) Sâu đục thân cây Mai dương C mimosa đã được giới thiệu như

là một trong 3 tác nhân phòng trừ sinh học (Heard và Segura, 2004) được nhập nội vào Việt Nam trong chương trình hợp tác quốc tế với tổ chức CRISO (Australia) do ACIAR tài trợ từ năm 1995-1997 (Nguyễn Văn Đĩnh và ctv., 2004) Để nghiên cứu,

ứng dụng sâu đục thân cây Mai dương C mimosa như là một tác nhân sinh học

trong việc phòng trừ cây Mai dương ở ĐBSCL và rộng hơn là trên phạm vi cả nước thì việc theo dõi sự tồn tại, hiện diện, lây lan và sự biến động của quần thể là rất cần thiết và pheromone là một công cụ hiệu quả để thực hiện những việc này Bên cạnh

đó, hỗn hợp Z3,Z13-18:OAc (96%) đã được xác định là có khả năng hấp dẫn thành

trùng đực sâu đục thân cây Mai dương C mimosa (Eichlin và Passoa, 1983)

Trên cơ sở đó, đề tài: “Nghiên cứu và ứng dụng pheromone giới tính sâu đục

thân gây hại cây Mai dương, Carmenta mimosa Eichlin và Passoa

(Lepidoptera: Sesiidae) tại Thành phố Cần Thơ, tỉnh Đồng Tháp và Vĩnh Long” đã được thực hiện nhằm xác định kiểu thông tin bắt cặp của quần thể sâu đục

thân cây Mai dương Carmenta mimosa ở ĐBSCL, ứng dụng pheromone giới tính

trong việc khảo sát diễn biến mật số, sự tương quan giữa số vết sâu đục trên thân cây Mai dương với số lượng thành trùng đực vào bẫy từ đó làm cơ sở để phòng trừ loài thực vật xâm hại một cách hiệu quả nhất

Chương 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

1.1 CÂY MAI DƯƠNG, Mimosa pigra L

Bắc của miền Bắc Territory, Australia (Wallden et al., 1999)

Hiện nay, loài cây này đã trở thành loài nguy hiểm đối với môi trường và đa dạng sinh học trên thế giới, chúng được xếp là một trong 100 loài sinh vật ngoại lai xâm lấn nguy hiểm trên thế giới (IUCN, 2003), được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn xếp cây Mai dương vào danh sách 150 loài động thực vật cần tiêu diệt (http://www.cpv.org.vn/, 2010) và cũng được Bộ Tài nguyên và Môi trường xếp vào danh mục các loài Ngoại lai xâm hại (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2011)

1.1.2 Thực trạng xâm lấn gây hại của cây Mai dương

1.1.2.1 Tình hình xâm lấn gây hại của cây Mai dương ở một số nước trên Thế giới

Mai dương là thực vật bản địa của vùng nhiệt đới châu Mỹ, nhưng đã được du nhập vào Java và các đảo khác ở phía Bắc của Australia trong một thời gian dài Nó được ghi nhận vào năm 1952 bởi người dân địa phương trên vùng thượng lưu sông Adelaide, nhanh chóng lan rộng xuống vùng hạ lưu và mở rộng qua Marrakai Đến năm 1980, cây Mai dương phân bố rải rác ước tính trên 4000 ha và dần trở nên dày đặc hơn trong những năm tiếp theo (Miller, 1981) Đến nay, hơn 80.000 ha thảm thực vật bản địa bị thay thế hoàn toàn bởi loài cỏ dại này ở miền Bắc Territory, từ khu vực sông Adelaide, đến Finniss, Margaret, Reynolds, Mary, Daly, phía Nam và Đông sông Alligator Một số khu vực trong vườn quốc gia Kakadu cũng bị xâm lấn (Chopping, 2004)

Mai dương lần đầu tiên được xác định tại Sri Lanka từ các bờ sông Mahaweli Vào đầu năm 1996, phát hiện Mai dương xâm lấn 1 km trên dãy bờ sông Mahaweli và các vùng trũng ngập định kỳ Tuy nhiên, kết quả của một cuộc khảo sát năm 2000 chỉ ra rằng Mai dương có mật độ bao phủ một dãy dài 20 - 25 km dọc theo bờ sông

Mahaweli và có thể lây lan sang khoảng 46 địa điểm tại 4 huyện thuộc 3 tỉnh trong

4 vùng sinh thái nông nghiệp (Marambe et al., 2004)

Tại Zambia, trước năm 1980, diện tích bị Mai dương xâm chiếm chỉ khoảng 2 ha trên thượng nguồn của suối Nampongwe Nhưng đến năm 2003, một cuộc khảo sát cho thấy diện tích bị xâm lấn của khu vực này đã lên đến 2.500 ha (Indira, 2007) Mai dương được nhập nội vào Thái Lan từ Indonesia vào năm 1947 Nó lần đầu tiên được trồng tại Amphur Mae Taeng để che phủ đất trống và chống xói mòn, lở bờ Hiện nay, Mai dương đang xâm lấn 20 trên tổng số 73 tỉnh của Thái Lan, nặng nhất tập trung ở khu vực phía Bắc (Robert, 1982)

Tại Campuchia, cây Mai dương xâm lấn đầu tiên được phát hiện tại Biển Hồ vào những năm 1990 Đến tháng 4 năm 1997, cây Mai dương đã lan ra đến các vùng đất ngập nước dọc theo sông Tonle Sap, khu vực gần Kompong Chhan, một phần phía Bắc của Biển Hồ và lưu vực sông Mê Kông Diện tích Mai dương đe dọa, xâm lấn ít nhất là 2.100 km2 (Samouth, 2004)

1.1.2.2 Tình hình xâm lấn gây hại của cây Mai dương ở Việt Nam

Ở nước ta, cây Mai dương được ghi nhận hiện diện lần đầu tiên tại huyện Mộc Hóa, tỉnh Long An, vùng ĐBSCL, Việt Nam vào năm 1979 Đến nay, Mai dương được tìm thấy ở hầu hết các tỉnh của ĐBSCL, nhưng tập trung chủ yếu ở các vùng nước ngọt, các tỉnh thượng nguồn như Long An, An Giang và Kiên Giang bị xâm lấn

nhiều nhất (Triet et al., 2004)

Tại Đồng Tháp, Mai dương được phát hiện mọc từng đám nhỏ ở huyện Tân Hồng

và Hồng Ngự từ trước năm 1980, sau đó các huyện khác trong tỉnh như Thanh Bình, Tam Nông cũng bị Mai dương xâm lấn, trong đó đáng chú ý là vườn quốc gia Tràm Chim (VQGTC) thuộc huyện Tam Nông Vườn là nơi cư ngụ của nhiều loài động vật đang bị đe dọa hoặc gần bị đe dọa, đáng chú ý là loài sếu đầu đỏ đến cư ngụ vào mùa khô Mai dương lần đầu tiên được ghi nhận hiện diện tại vườn trong khoảng thời gian 1984 - 1985 (Chin, 2009), đến năm 2000, diện tích nhiễm cây Mai dương của vườn từ 490 ha tăng lên 960 ha vào năm 2001 và tháng 5 năm 2002, diện tích Mai dương xâm lấn ghi nhận được đã lên đến 1.846 ha Như vậy, trong giai đoạn 2000 - 2002, diện tích xâm lấn của cây Mai dương gia tăng gấp đôi trong mỗi

năm (Triet et al., 2004) Ban đầu, cây Mai dương xâm lấn các bãi đất trống trong

vườn rồi đến các bãi năn, dần thu hẹp diện tích cư trú và vùng thức ăn của sếu đầu

đỏ, ảnh hưởng đến số lượng sếu bay về vườn hằng năm (Phạm Văn Lầm và Phạm Bình Quyền, 2010)

Tại miền Đông Nam Bộ, các vùng đất bị Mai dương xâm lấn bao gồm sông Đồng Nai và các nhánh của nó như sông Sài Gòn, sông Bé, sông La Ngà và ở cả những

đập trữ nước lớn như Trị An, Dầu Tiếng Cây Mai dương cũng xâm lấn mạnh vùng đất ngập nước vườn quốc gia Cát Tiên (VQGCT) (Chin, 2009)

Cây Mai dương xâm lấn các hồ Đồng Mô, Núi Cốc, Ba Bể, Thác Bà, Đại Nải, các bãi đất bỏ hoang ở Quảng Bình, vườn quốc gia Yok Đôn,… (Chin, 2009)

1.1.3 Đặc điểm sinh học, sinh thái của cây Mai dương

Cây Mai dương khi trưởng thành là loài cây bụi, mọc thẳng đứng, thân gỗ có nhiều gai cứng, mọc ở nơi ẩm ướt Ở ĐBSCL, Mai dương được tìm thấy phổ biến dọc theo các mé nước ở ao, suối, sông rạch Nó được tìm thấy chủ yếu ở vùng nước

ngọt, ít phổ biến hơn trong nước lợ và không tìm thấy trong vùng nước mặn (Triet

et al., 2004)

1.1.3.1 Rễ

Cây có hệ thống rễ cọc cắm sâu trong đất dài 1 - 2 m, rễ con mở rộng đến 3,5 m ở

độ sâu 5 cm (Đỗ Thị Phượng Kiều, 2007) Mai dương thích nghi với môi trường sống bị ngập lụt theo mùa nhờ khả năng sinh ra các rễ bất định - khả năng điển hình

của các loài chịu ngập (Miller et al., 1981)

1.1.3.2 Thân - Lá

Thân cây màu xanh lục lúc còn nhỏ nhưng dần trở nên hóa gỗ, gai nhỏ mọc ngược

dài từ 5 - 10 mm (Wallden et al., 1999) Cây 1 đến 2 năm tuổi có chiều cao trung

bình từ 1,63 - 2,7 m, chiều cao cây phụ thuộc rất lớn vào độ tuổi của cây Thân cây

có đường kính trung bình là 1,7 cm (đường kính lớn nhất là 2,98 cm, đường kính nhỏ nhất là 0,65 cm), đối với cây mọc ở vùng trũng thường xuyên ngập nước có đường kính từ 0,89 - 1,9 cm, đối với cây mọc ở vùng đất cao có đường kính từ 1,17

- 2,29 cm Cây Mai dương có lá mọc đối xứng nhau, dạng hai lần kép chẵn và tự xếp lại vào chiều tối hoặc khi bị tác động Mỗi lá kép thường có 5 - 12 cặp lá chét, tại mỗi điểm giao nhau giữa cuống lá với cặp lá chét có một gai nhọn, mỗi lá chét

có trung bình 38 cặp lá chét con mọc đối xứng nhau (Đỗ Thị Phượng Kiều, 2007)

1.1.3.3 Hoa

Hoa Mai dương nhỏ, màu hồng hoặc tím, chụm lại từng nhóm thành một đầu hình

cầu có đường kính từ 1 - 2 cm (Wallden et al., 1999) Hoa thường nở to vào buổi

sáng, bắt đầu héo vào buổi trưa và tàn vào buổi chiều trong ngày Hoa thường mọc

ở nách lá kép thứ nhất đến thứ năm tính từ ngọn xuống Thời gian từ khi cây có nụ đến khi có trái chín và hạt đầu tiên rụng xuống đất mất khoảng 37 ngày (Đỗ Thị Phượng Kiều, 2007)

1.1.3.4 Trái

Trái được tạo ra thành từng chùm, trung bình một chùm khoảng 7 trái, chiều dài của trái khoảng 5,5 - 11 cm, rộng 0,6 - 1,1 cm, chia thành nhiều đốt, mỗi đốt chứa một hạt (13 - 22 hạt/ trái) Trái khi non có màu xanh và khi chín chuyển dần sang màu vàng nâu, trên trái có rất nhiều lông (Đỗ Thị Phượng Kiều, 2007)

1.1.4 Cách thức xâm nhiễm và tác hại của cây Mai dương

1.1.4.1 Cách thức xâm nhiễm của cây Mai dương

Mai dương lây lan bằng hạt giống và được phát tán qua 2 con đường sau:

(1) Qua nước: các cây mọc ở gần sông, hạt Mai dương thường rơi xuống nước, vỏ

hạt có nhiều lông nên có thể dễ dàng nổi trên mặt nước, nếu trong điều kiện mặt nước tĩnh lặng vỏ hạt có thể nổi đến một tuần Dòng nước phát tán hạt Mai dương đến các nơi mà nó chảy qua (Robert, 1982)

(2) Một số con đường khác: Động vật có thể lây lan hạt giống bám trên cơ thể hoặc

trong phân của chúng (ví dụ như trâu, bò, ngựa) Con người vận chuyển hạt giống bám trên quần áo hoặc các thiết bị như tàu thuyền, máy kéo sau khi tiếp xúc Hạt

Hình 1.1 Cây Mai dương Mimosa pigra L

Nguồn: http://www.flickr.com/photos/haile/2504876574/in/photostream/

Mai dương có thể lẫn trong cát, khi chúng ta dùng cát để phục vụ xây dựng cũng góp phần lây lan loài cỏ dại này (Robert, 1982)

Theo Chin (2009), sự khai thác cát từ lòng sông để san lấp và phục vụ cho xây dựng

là một phương thức quan trọng lan truyền hạt Mai dương

1.1.4.2 Một số tác hại do cây Mai dương gây ra

Theo Chopping (2004); Phạm Văn Lầm và Phạm Bình Quyền (2010), sự xâm lấn của cây Mai dương dẫn đến tác hại như:

Làm giảm diện tích canh tác và chăn thả gia súc khi bị Mai dương xâm lấn, nếu xâm lấn mạnh dẫn đến không thể canh tác Xâm lấn kênh, mương gây cản trở giao thông thủy

Làm thay đổi cấu trúc thảm thực vật nơi xâm lấn, giảm tính đa dạng sinh học, đặc biệt là tại các vườn quốc gia Thu hẹp diện tích sinh sống của các loài động thực vật quý hiếm và ảnh hưởng đến du lịch sinh thái

Tốn nhiều chi phí để kiểm soát

1.1.5 Các biện pháp quản lý Mai dương

1.1.5.1 Biện pháp thủ công

Phương pháp cơ giới: chặt hoặc nhổ bằng tay Phương pháp này có thể loại bỏ hoàn toàn cây Mai dương, nhưng chỉ áp dụng được đối với những cây còn nhỏ, mọc rải rác Phương pháp này đã được áp dụng tại vườn quốc gia Nam Cát Tiên (VQGNCT), chi phí nhổ loài cỏ này tùy thuộc vào độ tuổi và chiều cao cây Cây dưới 2 tháng tuổi và thấp hơn 100 cm tiêu tốn khoảng 150 USD/ ha để diệt trừ, đối với cây già hơn thì chi phí có thể lớn hơn 200 USD/ ha Biện pháp này giúp kiểm soát hiệu quả tại một số khu vực quan trọng như Bàu Chim thuộc VQGNCT Tuy nhiên, biện pháp này phải được thực hiện liên tục trong nhiều năm do các cây con

thế hệ sau mọc lên từ hạt (Son et al., 2004) Mỗi năm, VQGNCT đã chi từ 3.300

đến 6.600 USD để kiểm soát nhưng hiệu quả vẫn chưa cao lắm (Chin, 2009) Theo

Triet et al (2004), tại U Minh Hạ nhờ phát hiện sớm và áp dụng biện pháp thủ công

này mà đã tiêu diệt thành công cây Mai dương

Phương pháp chặt sát gốc và cho ngập nước: Tại các vùng đất phù sa dọc sông La Ngà, nông dân chỉ có thể canh tác từ tháng 4 đến tháng 7 do mùa lũ rất dài, ngay sau khi thu hoạch, Mai dương bắt đầu mọc và phát triển Để gieo trồng được trong

vụ tới, nông dân phải chặt cây vào đầu mùa lũ nhằm ngăn chặn sự phục hồi và mọc cây con Hệ rễ ở cây con một năm tuổi có thể chết khi bị ngập trong mùa lũ nhưng những gốc cây già hơn có thể vẫn sống sót Những gốc già này không chỉ gây cản trở cho việc cày xới trong vụ tới mà còn có thể mọc lại cây mới song song với cây trồng Để chặt bỏ 1 ha cần 46 công lao động tương đương 100 USD Nơi mới mọc

với mật số thấp tiêu tốn khoảng 30 ngày công lao động nhưng nơi mật số cao phải cần đến 60 công lao động/ ha Vào mùa khô, sau khi bị chặt 1 tuần Mai dương có thể đâm tược trở lại, mọc lên một hoặc nhiều tược từ một gốc và có thể đạt chiều cao 50 cm sau 3 tuần Sau khi chặt bị ngập cạn (dưới 30 cm), Mai dương vẫn có thể

đâm tược nhưng phát triển chậm hơn so với không bị ngập (Son et al., 2004) Theo

Chin (2009), sau khi chặt bị ngập sâu, thân không thể nảy chồi, có đến 75 - 90% cây

bị chết sau 5 tháng áp dụng và khi nước rút

Phương pháp đốt: phương pháp này chỉ có thể được tiến hành ở những nơi có nguồn nguyên liệu cháy như cỏ khô và không có nguy cơ cháy lan sang các khu vực khác Biện pháp này được tiến hành có hiệu quả ở Australia vào cuối mùa khô Tuy nhiên, biện pháp này hầu như không có tác dụng sau cơn mưa đầu tiên của mùa mưa (Robert, 1982) Việc đốt cây Mai dương tươi rất khó và tiêu tốn lượng lớn dầu hỏa trước khi đốt (2 lít dầu lửa/ m2) Ngoài ra, nhiệt do đốt sinh ra có tác dụng kích thích các hạt Mai dương trong đất nảy mầm (Chin, 2009)

1.1.5.2 Trồng cây che phủ

Sự xâm lấn của Mai dương bị hạn chế nếu trên các khu đất có thảm thực vật che kín Theo Chin (2009), sau khi loại bỏ cây Mai dương có thể trồng một số loài thực

vật trên bờ đê như sậy (Phragmites vallatoria L.), lách (Saccharum spontaneum L.)

và lau (Saccharum arundinaceum Retz.) Ở mé nước ven bờ, trồng cây điên điển (Sesbania sesban) là phù hợp Ở vùng đệm quanh VQGTC, nơi điên điển được

trồng dày đặc thì quần thể Mai dương thưa thớt Ngoài việc ngăn chặn sự xâm lấn của Mai dương, nông dân còn có thể sử dụng hoa điên điển trổ vào tháng 9 đến tháng 10 để làm thực phẩm Một số loài thực vật khác được khuyến cáo trồng trên

thảm thực vật thân thảo như Ischaemum rugosum, Paspalum scrobiculatum, Oryza rufipogon, Eleocharis dulcis, Eragrostis atrovirens, Eleocharis ochrostachy và Eleocharis atropurpurea Đã có hai mô hình thành công khi áp dụng biện pháp che

phủ được ghi nhận tại Trà Sư, huyện Tịnh Biên, tỉnh An Giang

Mô hình trồng bạch đàn che phủ: Ghi nhận sự đe dọa của Mai dương, trạm kiểm lâm Trà Sư đã mở các cuộc vận động liên tục kiểm soát được 99% Mai dương Sau

đó, đất trống được trồng bạch đàn, cây Mai dương không thể phát triển được dưới tán bạch đàn và chết dần Sau 2 năm, 12 km đê dọc kênh Trà Sư được che phủ bởi bạch đàn vừa giúp kiểm soát được Mai dương vừa bảo vệ đê khỏi xói mòn trong mùa lũ

Một mô hình thành công khác cũng tại địa điểm này là mô hình trồng tràm che phủ, một cánh đồng 18,4 ha bị Mai dương xâm nhiễm Vào đầu mùa mưa, trước khi lũ

về, tất cả các loại cỏ kể cả Mai dương được cắt sát gốc Phun thuốc diệt các cây con mọc lên sau đó, đồng thời mực nước ngày càng gia tăng làm ngập hoàn toàn gốc cỏ Khi nước bắt đầu rút, trồng tràm con có chiều cao khoảng 1 m với mật độ dày, hình

thành một rừng tràm mới Những cây Mai dương sống sót sau lũ cũng không thể cạnh tranh được với tràm, lúc này dùng biện pháp thủ công nhổ tận gốc để đảm bảo cho rừng tràm được thuần khiết

1.1.5.3 Biện pháp hóa học

Mặc dù thuốc diệt cỏ, đặc biệt là thuốc diệt cỏ không chọn lọc, không được khuyến khích sử dụng trong các khu vực cần được bảo vệ như công viên quốc gia, nhưng đây là một phương pháp hiệu quả trong kiểm soát khi Mai dương lây lan trên một khu vực lớn và các phương pháp kiểm soát khác rất khó làm được Thí nghiệm được thực hiện với 2 loại hoạt chất diệt cỏ không chọn lọc là paraquat và glyphosate

và 2 loại hóa chất diệt cỏ lá rộng metsulfuron methyl và triclopyr butoxyethyl este Tất cả hoạt chất thử nghiệm đã được sử dụng ở mức 1,5 lần liều lượng tiêu chuẩn, 7

- 15 ngày sau xử lý (NSXL) lá bắt đầu rụng, 15 NSXL cây được xử lý với paraquat nhanh chóng hồi phục trong khi các thuốc diệt cỏ khác vẫn kéo dài hiệu lực đến ba tháng Ngoại trừ paraquat, các hoạt chất khác bắt đầu gây chết nhánh của Mai dương 15 hoặc 30 NSXL Glyphosate cho hiệu quả cao nhất (90,6% ở 90 NSXL), tiếp theo là triclopyr butoxyethyl ester (68,7% ở 90 NSXL) Metsulfuron methyl giết chết 44,7% nhánh Trong khi glyphosate gây chết ở nhánh già và non, triclopyr butoxyethyl ester và metsulfuron methyl chỉ có thể gây chết ở những nhánh non Sau khi gây chết nhánh, tất cả các hoạt chất diệt cỏ, ngoại trừ paraquat, bắt đầu gây chết các bộ phận của cây bao gồm thân cây chính và rễ Glyphosate gây chết toàn

bộ cây ở tất cả các độ tuổi và kích cỡ và đã kiểm soát 89,3% Mai dương ở 90 NSXL Triclopyr butoxyethyl ester và metsulfuron methyl không gây chết được thân chính của các cây già và chỉ kiểm soát được 48,0% và 15,3% cây Mai dương

Có thể kết luận rằng glyphosate cho hiệu quả kiểm soát Mai dương tốt nhất Tuy nhiên, khi sử dụng ở liều lượng tiêu chuẩn, glyphosate chỉ gây chết được các cây

Mai dương non (Son et al., 2004)

1.1.5.4 Biện pháp sinh học

* Sử dụng vi sinh vật gây bệnh

Sử dụng nấm gây bệnh kiểm soát Mai dương: hai dòng nấm Phloeospora pigrae và Diabole cubensis được chọn dựa trên sự chuyên tính và khả năng gây

mimosae-thiệt hại cho kí chủ, được sử dụng như tác nhân phòng trừ sinh học Mai dương tại

Australia Phloeospora mimosae-pigrae gây thối mục cuốn lá, nhánh và thân cây,

tiếp đến là chết các chồi non và làm cây suy tàn Điều kiện nhiệt độ tối ưu cho

100% trong một thời gian 24 giờ (Hennecke, 2004)

Nấm thích hợp phát triển vào mùa hè, tỷ số cây bị bệnh và chỉ số bệnh gia tăng với nhiệt độ cao Nấm rất chuyên biệt với Mai dương và không tấn công bất cứ loài nào

trong 25 loài đã được thử nghiệm thuộc các họ Mimosaceae, Fabaceae, Gramineae, Cruciferaceae, Rosaceae, Solanaceae, Amaranthaceae, Compositae, Basellaceae, Convolvulaceae và Rutaceae (Chin, 2009)

Diabole cubensis gây bệnh gỉ trên Mai dương, gây úa lá nhưng không gây hoại tử

mô bệnh Với thời gian ủ bệnh là 24 giờ ở nhiệt độ từ 21 – 230C và độ ẩm tương đối

60 - 80%, sau hai tuần cây có triệu chứng đốm vàng lá Nấm phát triển vào mùa khô nên có thể bổ sung cho hoạt động kiểm soát Mai dương của các nấm phát triển vào

mùa mưa như Phloeospora mimosae-pigrae (Hennecke, 2004)

* Sử dụng côn trùng gây hại

Theo Heard và Segura (2004), một số tác nhân côn trùng dùng để phòng trừ sinh học Mai dương như:

Coelocephalapion aculeatum (Fall): họ vòi voi (Coleoptera: Curculionidae), nguồn

gốc Mexico Gây hại trên hoa, ấu trùng phát triển các giai đoạn trên hoa Mai dương, thành trùng ăn và đẻ trứng vào nụ hoa chưa nở

Coelocephalapion pigrae Kissinger: họ vòi voi (Coleoptera: Curculionidae), nguồn

gốc Venezuela và Brazil Ấu trùng phát triển trên chùm hoa Mai dương, thành trùng

ăn hoa và cũng ăn lá, khả năng này giúp thành trùng tồn tại trong các khoảng thời gian cây ra hoa ít hoặc không ra hoa

Chalcodermus serripes Fahraeus: họ vòi voi (Coleoptera: Curculionidae), nguồn

gốc Mexico, Venezuela và khu vực Amazon thuộc Brazil Là loài ăn hạt phổ biến bản địa, thành trùng đẻ trứng trên những hạt xanh sắp đạt kích thước tối đa, ấu trùng phát triển bên trong vỏ hạt, mỗi con trên một hạt

Sibinia fastigiata: họ vòi voi (Coleoptera: Curculionidae), là loài ăn hạt phổ biến tại

Mexico, Trung và Nam Mỹ, thành trùng đẻ trứng trên những hạt xanh, ấu trùng phát triển bên trong vỏ hạt, mỗi con trên một hạt Đầu tiên ấu trùng tuổi 2 ăn bên ngoài của hạt cho phép nó tiếp tục phát triển Đến tuổi cuối ấu trùng tiêu thụ toàn bộ hạt

Malacorhinus irregularis: họ ánh kim (Coleoptera: Chrysomelidae), nguồn gốc

Mexico, thành trùng ăn lá và ấu trùng tấn công trên cây non, hạt đang nảy mầm hoặc rễ cây, ấu trùng chỉ gây hại trên Mai dương

Macaria pallidata: họ ngài sâu đo (Lepidoptera: Geometridae), bộ cánh vảy

(Lepidoptera) Nguồn gốc Mexico và vùng nhiệt đới châu Mỹ Thành trùng có thời gian sống ngắn, hoạt động ban đêm, ăn mật hoa Thành trùng cái đẻ trứng trực tiếp trên lá và thân Ấu trùng ăn mặt trên của lá, có thể ăn trụi lá nếu mật số cao, nhả tơ khi bị tác động Ấu trùng có 5 tuổi Hóa nhộng trong đất hoặc giữa các mô bị hư hại

Carmenta mimosa Eichlin và Passoa: họ ngài cánh trong (Sesiidae), bộ cánh vảy

(Lepidoptera) Nguồn gốc Mexico và Trung Mỹ

Năm 1995-1997, trong chương trình hợp tác quốc tế với tổ chức CRISO (Australia)

do ACIAR tài trợ, viện Bảo vệ Thực vật đã nhập nội 3 tác nhân sinh học để trừ cây

Mai dương Các tác nhân gồm: sâu đục thân cây Mai dương Carmenta mimosa và 2 loài mọt đục hạt Mai dương (Acanthoscelides puniceus, Acanthoscelides quadridentatus) (Nguyễn Văn Đĩnh và ctv., 2004)

* Một số khó khăn trong phòng trừ cây Mai dương

Các vấn đề ảnh hưởng đến các biện pháp kiểm soát đã được Miller (1981), đưa ra như sau:

- Tốc độ tăng trưởng rất nhanh chóng

- Cây có khả năng ra hoa và hạt giống quanh năm

- Số lượng hạt giống lớn

- Hạt giống có khả năng tồn tại lâu

- Cây có khả năng chịu hạn và cả lũ lụt

- Không thể cách ly ở những nơi dày đặc các thảm thực vật khác trên bờ sông

- Có nhiều vùng không thể kiểm soát được trong mùa mưa

- Sự lây lan của hạt giống bằng các phương tiện không kiểm soát được như nước lũ, động vật bản địa, động vật hoang dã và con người

- Những vùng đất không mang lại hiệu quả kinh tế, chủ sở hữu đất thường không kiểm soát Mai dương trên các vùng này

1.2 SÂU ĐỤC THÂN CÂY MAI DƯƠNG

1.2.1 Phân loại

Theo Eichlin và Passoa, (1983) xác định sâu đục cây Mai dương có tên khoa học là

Carmenta mimosa thuộc bộ cánh vảy (Lepidoptera), họ ngài cánh trong (Sesiidae)

1.2.2 Phân bố - Ký chủ

Sâu đục thân C mimosa có nguồn gốc từ Mexico và Trung Mỹ, độ chuyên tính rất

cao, chỉ sống được trên cây Mai dương Thí nghiệm xác định kí chủ của sâu đục thân cây Mai dương được tiến hành trên 21 cây thuộc 12 họ thực vật khác nhau Kết

quả cho thấy sâu đục thân C mimosa chỉ sống và hoàn thành vòng đời trên cây Mai

dương (Nguyễn Văn Cảm và ctv., 2002)

1.2.3 Đặc điểm hình thái và sinh học của sâu đục thân cây Mai dương C mimosa

1.2.3.1 Thành trùng

Bướm sâu đục thân cây Mai dương có hình dạng giống con ong vò vẽ, chiều dài thân thành trùng 12 - 13 mm, màu đen, có những vệt vàng ngang ở đốt bụng Sải cánh dài 17 - 19 mm, cánh trước trong suốt, mép rất hẹp, lớp phấn màu nâu đen, màu cam nhạt đến màu vàng ở buồng “discal”, cánh sau trong suốt; râu đầu tương đối ngắn, chỉ bằng phân nửa chiều dài cánh trước Thành trùng đực ở cuối bụng có hai vệt màu vàng gần nhau, đốt bụng cuối có một chùm lông, thành trùng cái chỉ có

một vệt vàng, đốt bụng cuối nhọn (Eichlin và Passoa, 1983; Forno et al., 1991;

Nguyễn Văn Cảm và ctv., 2002)

Theo Forno et al (1991); Nguyễn Văn Cảm và ctv (2002), thành trùng thường vũ

hóa vào khoảng 7 - 9 giờ sáng, sự vũ hóa sẽ bị trì hoãn nếu trời nhiều mây và đa số thành trùng sẽ bắt cặp ngay trong ngày đầu vũ hóa Nhiệt độ thích hợp cho chúng bắt cặp khoảng 27 - 290C, trời hanh nắng và có gió nhẹ Thành trùng cái chỉ bắt cặp một lần duy nhất và thời gian bắt cặp thường kéo dài khoảng 25 - 50 phút Thành trùng cái lớn hơn 2 ngày tuổi thường ít bắt cặp và khả năng sinh sản cũng thấp hơn Thường thì thành trùng cái đẻ trứng trong đêm thứ hai sau khi bắt cặp, nhưng chúng cũng có thể đẻ ngay trong đêm đầu tiên và rải rác trong những đêm tiếp theo Một thành trùng cái trung bình đẻ khoảng 105 - 157,4 trứng

Thời gian sống của thành trùng sâu đục thân cây Mai dương C mimosa khoảng 1 -

16 ngày và trung bình là 8 ngày Thời gian sống của thành trùng cái lâu hơn thành

trùng đực (Nguyễn Văn Cảm và ctv., 2002) Tuy nhiên, theo Forno et al (1991),

thành trùng sống khoảng 5 - 14 ngày, trung bình khoảng 10 ngày và thành trùng cái thường sống khoảng 6 ngày, một vài con sống đến 12 ngày

Hình 1.2 (A) Ấu trùng, (B) thành trùng Carmenta mimosa

Nguồn: www.nt.gov.au/nreta/naturalresources/weeds

1.2.3.2 Trứng

Trứng có màu nâu nhạt, dạng trứng ngược, hơi tròn, kích thước 0,47 - 0,53 x 0,35 mm được đẻ rải rác thành từng cụm từ 1 - 5 trứng trên mắt đốt Nếu thời tiết nóng, thời gian trứng nở là 7 - 9 ngày; thời tiết lạnh khoảng 11 - 13 ngày và có thể lâu hơn (Eichlin và Passoa, 1983; Nguyễn Văn Cảm và ctv., 2002)

0,31-1.2.3.3 Ấu trùng

Theo Eichlin và Passoa (1983); Nguyễn Văn Cảm và ctv (2002); Forno et al

(1991), sâu non mới nở có màu kem, đầu màu nâu vàng Sâu non dài 15 - 18 mm Sâu non mới nở đục vào các mắt đốt ở phần ngọn cây hoặc đục vào gốc của cuống

lá Sâu đục thân cây và sống bên trong đường đục, đùn phân ra tại vết đục, ấu trùng

có thể ăn thịt lẫn nhau Phân đùn ra ngoài tùy thuộc vào tuổi sâu Có thể có từ 1 - 4 sâu non/ cành

Thời gian phát triển của sâu non khoảng 44 - 91 ngày Ấu trùng sâu đục thân cây Mai dương nhả tơ làm thành bao kén mỏng và hóa nhộng bên trong đường đục của

sâu (Forno et al., 1991; Nguyễn Văn Cảm và ctv., 2002)

1.2.3.4 Nhộng

Nhộng màu vàng nâu, có chiều dài khoảng 10 - 13 mm Giai đoạn nhộng kéo dài khoảng 18 - 21 ngày, trung bình là 19 ngày Nhộng cái và nhộng đực được phân biệt dựa vào hàng gai ở đốt bụng thứ bảy: nhộng đực có thêm hàng gai phụ ở đốt

bụng thứ bảy, nhộng cái không có hàng gai phụ, tỷ lệ đực cái là 1 : 1 (Forno et al.,

1991; Nguyễn Văn Cảm và ctv., 2002)

1.2.4 Vòng đời của sâu đục thân cây Mai dương C mimosa

Theo Forno et al (1991), vòng đời của sâu đục thân cây Mai dương C mimosa dao

động từ 69 - 131 ngày (trung bình 98 ngày)

Bảng 1.1 Vòng đời của sâu đục thân cây Mai dương Carmenta mimosa qua 10 thế hệ từ ngày

12/6/1995 đến ngày 12/11/1997 (Nguồn: Nguyễn Văn Cảm và ctv., 2002)

(Ngày)

Nhiệt độ ( 0 C)

Độ ẩm (%) Lần đầu Lần sau

Theo Nguyễn Văn Cảm và ctv (2002), mỗi năm sâu có 4 thế hệ Thời gian vòng đời khoảng 61 - 127 ngày, trung bình là 87,6 ngày Ở những tháng nhiệt độ cao, vòng

đời của sâu đục thân cây Mai dương ngắn hơn so với những tháng có nhiệt độ thấp 1.2.5 Thực trạng việc nhập nội, nhân nuôi và thả thí nghiệm sâu đục thân C mimosa để phòng trừ cây Mai dương

Theo Nguyễn Văn Cảm và ctv (2002), từ tháng 10 năm 1994 đến tháng 10 năm

1995 đã nhập nội 3 đợt sâu non và nhộng sâu đục thân C mimosa Nhân nuôi 11 đợt

sâu, thu được 746 thành trùng giao phối cho ra 65.155 trứng được thả ra ở diện rộng

Việc phóng thích sâu đục thân cây Mai dương C mimosa được tiến hành bằng hai

cách: gắn trứng hoặc thả thành trùng cái đã giao phối trên 10 địa điểm tại miền Bắc

và miền Nam Quần thể sâu đục thân cây Mai dương đã được thiết lập, diện tích phát tán của sâu khoảng 2 km và nhiều cành cây Mai dương bị hại rõ rệt, lá bị héo, thân bị gãy tại những chỗ bị sâu đục (có phân đùn)

1.3 PHEROMONE

1.3.1 Khái niệm về pheromone

Thuật ngữ pheromone được Karlson và Butenandt sử dụng đầu tiên năm 1959 (Nguyễn Văn Đĩnh và ctv., 2004) và pheromone được xác định đầu tiên là

bombykol, pheromone giới tính của bướm tằm (Bombyx mori L.) bởi Butenandt et

al vào năm 1959 (Ando et al., 2004)

Theo Nguyễn Thị Thu Cúc (2009), pheromone là những chất được sử dụng như những tín hiệu hóa học giữa các cá thể cùng loài, những chất này được tiết ra ngoài

cơ thể côn trùng và có thể gây ra những phản ứng chuyên biệt cho những cá thể khác cùng loài Đôi khi chất này còn được gọi là hormone xã hội (social hormone) hay được xem như một hệ thống thông tin hóa học

Pheromone của cá thể cái có thể hấp dẫn mạnh mẽ các cá thể đực trong cùng một loài Do đó, đây là một công cụ hiệu quả được phát triển và ứng dụng trong quản lý

dịch hại tổng hợp (IPM) (Ando et al., 2004)

1.3.2 Một số đặc tính của pheromone

Pheromone ảnh hưởng đến hệ thống thần kinh trung ương theo 2 cách khác nhau Hoặc là các hợp chất ngay lập tức ảnh hưởng đến hành vi của côn trùng khi tiếp nhận hoặc là các hợp chất chậm ảnh hưởng đến hành vi của côn trùng (Regnier và Law, 1968)

Theo Nguyễn Thị Thu Cúc (2009), thành phần hóa học của nhiều loại pheromone,

đa số là những chất esther, acid, rượu hoặc những chuỗi dài, thẳng acetate với một nối đôi Pheromone truyền đi, phân tán trong không khí tương đối chậm nhưng tín

hiệu của pheromone được duy trì lâu, xa và có thể lên đến 2 km hoặc xa hơn nữa Một số loài có khả năng sản xuất ra một lượng ít pheromone nhưng cũng có loài sản xuất ra nhiều hơn Hệ thống pheromone khá phức tạp ở các loài côn trùng sống thành xã hội

Pheromone có tính chọn lọc cao hơn so với bẫy đèn và bã mồi (Cork, 2004) Theo

Lê Văn Trịnh và ctv (2005), mức độ chuyên tính của pheromone rất cao, không có đối tượng khác vào bẫy Do vậy có thể sử dụng pheromone để theo dõi và phòng trừ sâu hại trên đồng ruộng

đa dạng Tùy thuộc vào trạng thái phản ứng của côn trùng trong bầy, primer pheromone có thể thay đổi cách thức sinh sản, tuyến nội tiết, hệ thống thần kinh cảm giác và các hành vi liên quan Primer pheromone tương đối không ổn định, dễ bay hơi trong thời gian ngắn và chủ yếu hoạt động thông qua bầy đàn bằng cách liên lạc giữa các cá thể (Pankiw, 2004) Trong một số trường hợp một đơn chất duy nhất

có thể phục vụ một loạt các chức năng phức tạp Ví dụ vai trò của decenoic acid trong việc kiểm soát hành vi trong xã hội ong mật Hợp chất này là một pheromone giới tính, nhưng sau khi giao phối ong mật chúa vẫn tiếp tục tiết pheromone này không phải để hấp dẫn ong mật đực mà để ức chế sự phát triển buồng trứng của các ong thợ (Regnier và Law, 1968)

9-keto-2-Releaser pheromone: đây là loại pheromone mà hành vi của côn trùng sẽ đáp lại ngay lập tức khi tiếp nhận Releaser pheromone gồm có 3 loại cơ bản: pheromone giới tính, pheromone báo động và pheromone đánh dấu (Regnier và Law, 1968)

1.3.3.1 Pheromone giới tính (Sex pheromones)

Pheromone giới tính: là hóa chất, hỗn hợp các hóa chất tín hiệu được tiết ra bên ngoài môi trường để hấp dẫn sự bắt cặp của những cá thể khác giới trong cùng một loài Pheromone hoạt động như các hóa chất sinh học có tính chọn lọc cao ở nồng

độ rất thấp và không ảnh hưởng đến sức khỏe của con người và môi trường (Vang, 2006)

Các hợp chất pheromone giới tính có tính ổn định tương đối phụ thuộc vào số lượng

và loại nhóm chức trong mỗi hợp chất cũng như môi trường bảo quản (Cork, 2004)

Pheromone giới tính được nghiên cứu chủ yếu trên các bộ cánh vảy (Lepidoptera),

cánh cứng (Coleoptera), hai cánh (Diptera) (Ando et al., 2004)

Pheromone giới tính của côn trùng được tiết ra bởi các tuyến ngoại tiết đặc biệt, các tuyến này có cấu tạo và vị trí rất đa dạng trong cơ thể côn trùng Pheromone giới tính do thành trùng cái tiết ra có tác động xa hơn so với thành trùng đực Ví dụ: con

đực loài Antheraea pernyi tìm thấy con cái chưa giao phối ở khoảng cách 6 km

(Nguyễn Văn Đĩnh và ctv., 2004)

1.3.3.2 Pheromone báo động (Alarm pheromones)

Pheromone báo động: được sử dụng chủ yếu bởi các sinh vật sống thành xã hội để cảnh báo nguy hiểm cho các thành viên khác trong cùng loài (Regnier và Law, 1968) Pheromone báo động rất phổ biến ở bộ cánh màng (Hymenoptera), các loài thuộc họ rầy mềm (Aphididae), họ bọ trĩ (Thripidae) Ở họ rầy mềm và bọ trĩ, pheromone báo động dẫn đến sự phân tán của các cá thể trong cùng loài nhưng ở một số loài trong bộ cánh màng (ong, kiến, mối) đã tự động trang bị cho mình các

bộ phận như vòi chích để tăng cường sức chiến đấu bảo vệ đàn của mình

(Manzoli-Palma et al., 1998; Cork, 2004) Ví dụ như pheromone báo động ở loài ong mật

được ong chúa sử dụng để làm tín hiệu cho ong thợ cùng tụ lại tấn công vào kẻ thù, giúp làm tăng khả năng phòng thủ trong loài (Regnier và Law, 1968)

1.3.3.3 Pheromone đánh dấu (Trail-marking pheromones)

Pheromone đánh dấu: được sử dụng để định hướng cho các thành viên khác trong đàn đến một vị trí ở xa, thay đổi từ hàng trăm mét ở ong đến vài mét ở côn trùng trên mặt đất (Regnier và Law, 1968) Nhiều côn trùng xã hội sử dụng pheromone đánh dấu để đánh dấu đường đi của chúng, đặc biệt là đường đi đến nguồn thức ăn

và đường về tổ Pheromone đánh dấu là các hoá chất dễ bay hơi và tồn tại trong thời gian ngắn, bay hơi trong vòng vài ngày (Gullan và Cranston, 2010) Những côn trùng hoạt động trên mặt đất để lại dấu vết tạo thành một đường liên tục hoặc gần như liên tục giữa các điểm dẫn đến nguồn thức ăn (Regnier và Law, 1968) Khi nguồn thức ăn đủ cung cấp trong thời gian dài, các dấu vết sẽ được tăng cường thêm Pheromone đánh dấu ở kiến là sản phẩm chuyển hóa của chất thải được tiết ra bởi tuyến độc ở hậu môn Trên mặt đất, đường đi được tạo ra từ pheromone đánh dấu không có tính định hướng, nghĩa là hướng đi về tổ hoặc đi đến nguồn thức ăn không thể được xác định Ngược lại, đường đi trên không có tính định hướng vì nồng độ của pheromone đánh dấu sẽ ngày càng tăng khi càng về gần nguồn Côn trùng có thể xác định đường bay dựa vào hướng gió có mang pheromone đánh dấu

và bay theo đường zig zag đến đầu hướng gió để về nguồn (Gullan và Cranston, 2010)

1.3.3.4 Một số loại pheromone khác

Pheromone tập hợp (Aggregation pheromones): là pheromon tập hợp các cá thể cùng loài khi được phóng thích Pheromone tập hợp có thể được sản xuất và đáp ứng ở cả hai giới Pheromone tập hợp có thể mang lại các lợi ích như: sự an toàn, tránh khỏi các loài ăn thịt, sử dụng tối đa nguồn thức ăn khan hiếm, lấn át tính kháng của vật chủ, sự liên kết ở các loài côn trùng xã hội cũng như tăng khả năng bắt cặp của côn trùng Pheromone tập hợp được nghiên cứu chi tiết nhất ở bộ cánh

cứng (Coleoptera) Ví dụ: Bọ cánh cứng Dendroctonus brevicomis (Scolytinae) gây hại cây thông (Pinus ponderosa) ở California Khi tấn công một cây mới, con cái

tiết pheromone exo-brevicomin cùng với myrcene là một tecpen có nguồn gốc từ cây thông bị tấn công, hỗn hợp này thu hút được cả hai giới bọ cánh cứng Khi con đực được thu hút đến sẽ tiết ra pheromone frontalin thêm vào hỗn hợp trên Hỗn hợp 3 chất frontalin, exo-brevicomin và myrcene có tác dụng thu hút mạnh hơn so với khi các chất này riêng lẻ Tập hợp nhiều bọ cánh cứng sẽ lấn át sự tiết nhựa để phòng thủ của cây (Gullan và Cranston, 2010)

Pheromone đánh dấu lãnh thổ (Territorial marking pheromones): được sử dụng như

là một thông báo để con cái tiếp nhận giao phối, đồng thời ngăn cấm sự xâm lấn của con đực khác Việc đánh dấu có thể sử dụng bằng tuyến mùi hương hay phân của chúng (Regnier và Law, 1968)

1.3.4 Pheromone giới tính bộ cánh vảy (Lepidoptera)

Trong các loài thuộc bộ cánh vảy, sự phóng thích pheromone giới tính xảy ra tại một thời gian cụ thể trong ngày tùy thuộc vào loài Khi phóng thích, thành trùng cái thường nâng cao vùng bụng và lồi tuyến ở cuối bụng ra kết hợp với cơ quan đẻ trứng mà từ đó phóng thích pheromone với tốc độ vài chục picogram trong mỗi giây Thành trùng đực được đồng bộ với hoạt động của thành trùng cái trong hoạt động hàng ngày của loài và đáp ứng với pheromone của con cái phát ra Chúng có khả năng đáp ứng lại với pheromone bằng cách bay đến nơi đầu hướng gió từ hàng chục, thậm chí hàng trăm mét để xác định vị trí (Baker, 2011)

Cho đến nay, đã xác định pheromone giới tính của gần 570 loài thành trùng cái bộ

cánh vảy, hấp dẫn hơn 1250 loài thành trùng đực (Ando et al., 2004) Hầu hết thành

phần pheromone giới tính của bộ cánh vảy là chuỗi acid béo mạch thẳng chưa bão hòa (Chưa bão hòa là do cắt đứt hai hoặc bốn nguyên tử hydro để tạo thành các liên kết đôi hoặc ba), là một chuỗi mạch carbon dài 10 - 23 carbon, (Cork, 2004)

Theo Ando et al (2004), dựa vào cấu trúc của chuỗi mạch carbon và con đường

sinh tổng hợp của nó mà pheromone giới tính bộ cánh vảy có thể chia thành 3 kiểu: kiểu I, kiểu II và kiểu khác

1.3.4.1 Pheromone kiểu I

Khoảng 75% số lượng pheromone được xác định thuộc kiểu I Trong kiểu này, bao gồm những pheromone được sinh tổng hợp từ những hợp chất hữu cơ mạch thẳng, bão hòa và mang một trong các nhóm chức acetate (-COOCH3), hydroxyl (-OH), formyl (-CHO) ở đầu mạch

Bảng 1.2 Một số thành phần pheromone giới tính thuộc kiểu I (Hai et al., 2002)

Tortricidae

Adoxophyes privatana Z11–14:OAc C Z9–14:OAc (9:1)

Archips atrolucens Z11–14:OAc C E11–14:OAc (5:5)

Meridemis furtiva Z11–14:OAc

Argyrogramma signata Z5–10:OAc

Chrysodeixis eriosoma Z7–12:OAc

Z7–12:OAc C Z9–14:OAc (9:1) Z7–12:OAc C Z9–12:OAc (9:1) Ctenoplusia agnata Z7–12:OAc

Ctenoplusia albostriata Z7–12:OAc C Z5–10:OAc (9:1)

Zonoplusia ochreata Z7–12:OAc C Z5–12:OAc (5:5)

Spodoptera pectinicornis Z7–12:OAc

Kiểu I được đặt trưng bởi các chuỗi có chiều dài 10 - 18 carbon và có từ 0 - 3 liên kết đôi Chuỗi dài với số lượng carbon chẵn chiếm ưu thế hơn vì các hợp chất này

có nguồn gốc từ các acid béo bão hòa như acid palmitic (C16H32O2) và acid stearic (C18H36O2) Tuy nhiên vẫn tồn tại các hợp chất pheromone với độ dài chuỗi là số

carbon lẻ được tìm thấy từ 6 loài: Phthorimaea operculella, Keiferia lycopersicella, Scrobipalpa heliopa, Chilo auricilius, Acrobasis vaccinii và Mamestra brassicae (Ando et al., 2004)

1.3.4.2 Pheromone kiểu II

Đã xác định được 65 loài thuộc các họ Geometridae (30 loài), Noctuidae (12 loài), Lymantriidae (7 loài) và Arctiidae (16 loài) có pheromone giới tính thuộc kiểu II, chiếm khoảng 15% các pheromone giới tính bộ cánh vảy đã được xác định

Các pheromone thuộc kiểu này có các hợp chất là một chuỗi mạch thẳng, từ 17 - 23 carbon, không có nhóm chức ở đầu mạch Các hợp chất với số lượng carbon lẻ chiếm ưu thế nhưng vẫn tồn tại các hợp chất pheromone có 18, 20 hoặc 22 carbon

Đa số các hợp chất pheromone kiểu II có hai hoặc ba liên kết đôi được sinh tổng hợp từ linoleic acid và linolenic acid với dẫn xuất monoepoxy (dẫn xuất dạng vòng

có một nguyên tử oxy liên kết với 2 nguyên tử carbon) Qua khảo sát thì các pheromone thuộc kiểu II được tạo thành với ba liên kết đôi và một dẫn xuất epoxy nhiều hơn các pheromone được tạo thành từ hai liên kết đôi và một dẫn xuất epoxy Các liên kết đôi và dẫn xuất epoxy thường được cố định ở các vị trí thứ 3, 6, 9

Các pheromone không thuộc kiểu I và kiểu II được xếp vào kiểu này Ví dụ:

pheromone giới tính của thành trùng Eriocrania cicatricella gồm 3 thành phần

heptane-2-ol (7:2-OH) và (Z)-4-hepten-2-ol (Z4-7:2-OH) trong đó Z4-7:2-OH là thành phần chủ yếu

(Z)-4-hepten-2-ol (Z4-7:2-OH) Nhiều loài thành trùng đực của bộ cánh vảy (Lepidoptera) cũng tiết pheromone giới tính tại các vị trí: bụng, ngực, chân và cánh Cấu trúc hóa học của các pheromone này khá khác nhau và sự đặc trưng của loài thấp Pheromone của thành trùng đực cũng kích thích hành vi tìm kiếm của thành trùng cái nhưng sự hấp dẫn ở tầm xa kém hơn so với pheromone của thành trùng cái Thành trùng cái bị thu hút bởi thành trùng đực ở khoảng cách xa nhờ vào tín hiệu thị giác (visual cues) và nhờ vào mùi

hương tiết ra từ con đực khi chúng ở gần nhau (Ando et al., 2004)

1.3.5 Một số nghiên cứu và ứng dụng của pheromone

trên 25 loài côn trùng gây hại phổ biến cho nhiều loài cây trồng (Nguyễn Thị Thu Cúc, 2009)

Pheromone tổng hợp (0,1 - 1 mg) được nhồi trong một tuýp cao su đường kính 0,8

mm cùng với một cái bẫy dính là một công cụ hiệu quả thu hút thành trùng đực vào bẫy ít nhất một tháng Bẫy tập hợp côn trùng là một trong những cách trực tiếp kiểm

soát các loài sinh vật gây hại (Ando et al., 2004) Việc nghiên cứu và ứng dụng

pheromone giới tính vào việc quản lý các loài côn trùng gây hại đã và đang được tiến hành theo nhiều hướng khác nhau Theo Nguyễn Văn Đĩnh (2004), sử dụng pheromone giới tính để phòng trị, hạn chế số lượng côn trùng gây hại, điều tra phát hiện, dự báo tình hình phát sinh, phát triển của sâu hại

* Sử dụng pheromone để phòng trị côn trùng: sử dụng bẫy tập hợp có thể bắt

được liên tục thành trùng đực, do đó ngăn chặn được việc giao phối và gia tăng mật

số của dịch hại (Islam, 2012) Ví dụ sử dụng bẫy tập hợp thành trùng đực Macroscelesia japona trong vườn cây ăn trái bằng mồi E2,Z13-18:Ald và E2,Z13- 18:OH (Islam et al., 2007)

Đối với pheromone tập hợp thì ta có thể bắt được cả thành trùng đực và thành trùng cái, số lượng gần như tương đương nhau Khi sử dụng pheromone giới tính thì 90% thành trùng đực vào bẫy, do đó nhiều người lo lắng rằng thành trùng cái còn lại sẽ gây hại nhiều hơn Qua các nghiên cứu thì côn trùng bị thu hút bởi bẫy màu là tương đương nhau giữa con đực và cái Do đó khi sử dụng bẫy pheromone kết hợp bẫy màu thì hiệu quả dẫn dụ tăng lên và đặc biệt tỷ lệ thành trùng cái vào bẫy cũng tăng Kết quả này được áp dụng với ruồi đục trái dưa leo, bầu, bí mướp, các loại ruồi đục lá, bọ nhảy,… (Nguyễn Công Hào, 2009)

Biện pháp sử dụng bẫy tập hợp để phòng trị côn trùng đã được nghiên cứu và áp dụng trên 110 loài côn trùng gây hại, trong đó có 48 loài thuộc bộ cánh vảy (Lepidoptera), 44 loài thuộc bộ cánh cứng (Coleoptera), 10 loài thuộc bộ hai cánh

(Diptera) và một số loài thuộc các bộ cánh đều (Homoptera), cánh màng

(Hymenoptera), cánh nữa cứng (Hemiptera), cánh bằng (Isoptera), cánh tơ (Thysanoptera) (El Sayed, 2012)

* Dự báo, theo dõi diễn biến mật số của côn trùng gây hại: dựa vào số thành trùng

vào bẫy để theo dõi diễn biến mật số côn trùng gây hại trên cơ sở đó áp dụng biện pháp phòng trị thích hợp Biện pháp này được áp dụng tại Mỹ vào năm 1973 (Nguyễn Văn Đĩnh, 2004) Ví dụ: sử dụng pheromone giới tính để theo dõi diễn

biến mật số quần thể sâu đục trái táo (Cydia pomonella L.) ở Pakistan (Khan và

Chaudhry, 1988)

Bẫy pheromone trong chiến dịch phòng trừ dịch hại tổng hợp được xem đây là công

cụ dự báo hiệu quả Nhiều nghiên cứu đã cho thấy khi theo dõi số lượng bướm vào

bẫy thì có những thời điểm số lượng bướm tăng lên cao bất thường và sau đó khoảng 10 ngày thì có một đợt sâu hại mới xuất hiện Nhờ dự báo chính xác nên người ta có thể theo dõi và phòng trị thích hợp ngay lứa sâu đầu tiên và đạt được hiệu quả cao Để thực hiện chức năng dự báo thì mỗi ha chỉ cần đặt một bẫy pheromone, số liệu sẽ được cập nhật liên tục ngay từ đầu đến cuối vụ (Nguyễn Công Hào, 2009)

* Phát hiện sự hiện diện và theo dõi vùng hoạt động của côn trùng: dựa vào số

lượng côn trùng đến bẫy pheromone để phát hiện và xác định vùng hoạt động của côn trùng Phát hiện những loài sâu hại là đối tượng kiểm dịch thực vật, nhất là những loài mới nhập nội, trên cơ sở đó xác định vùng lây nhiễm, thời gian xuất hiện

để giám sát sự hiện diện của chúng (Nguyễn Văn Đĩnh, 2004; Islam, 2012)

Ví dụ về việc sử dụng pheromone trong chương trình quản lý dịch hại để phát hiện,

theo dõi và xác định thời gian phun thuốc trừ sâu Macroscelesia japona (họ Sesiidae), trong vườn cây ăn trái của tỉnh Ibaraki, Nhật Bản (Islam et al., 2007), sâu

ăn lá cây có múi Phyllocnistic citrella trong vườn cây ăn trái ở Ogasawara (Bonin) Islands và Ehime Prefecture, Nhật Bản (Vang et al., 2008)

* Quấy rối sự bắt cặp của côn trùng: sử dụng pheromone giới tính để gây mất khả

năng định hướng cản trở sự gặp nhau giữa thành trùng đực và thành trùng cái, làm cho chúng không bắt cặp được với nhau bằng cách làm cho không khí trong vùng hoạt động của côn trùng gây hại có nồng độ pheromone giới tính cao hơn ngưỡng bình thường Quấy rối sự bắt cặp của côn trùng được xác định là phương pháp giúp kiểm soát dịch hại mà không gây ra sự kháng thuốc Ví dụ: Sử dụng pheromone giới tính quấy rối sự bắt cặp của sâu bướm màu hồng hại bông vải và ngũ cốc,

Pectinophora gossypiella (họ Gelechiidae) (El-Sayed, 2006; Islam, 2012)

Biện pháp này đã và đang được nghiên cứu và áp dụng trên 148 loài côn trùng, trong đó chủ yếu thuộc bộ cánh vảy (127 loài) (El-Sayed, 2012)

Đã thương mại hóa cho pheromone giới tính của hơn 20 loài để quấy rối sự bắt cặp của côn trùng Pheromone giới tính tổng hợp dùng cho việc quấy rối sự bắt cặp được nhồi trong một ống nhựa polyethylene dài 20 cm với nồng độ lớn hơn rất nhiều (100 mg/ tuýp) so với pheromone do chính thành trùng cái tiết ra và được phóng thích dần trong 2 - 3 tháng Có thể đặt 50 - 500 ống nhựa polyethylene trên

mỗi ha (Ando et al., 2004)

1.3.5.2 Ở Việt Nam

Ở nước ta, pheromone giới tính là một lĩnh vực tương đối mới với số lượng nghiên cứu còn hạn chế Pheromone giới tính của các loài vùng nhiệt đới được quan tâm nghiên cứu, phát triển trong chương trình quản lý dịch hại ở Việt Nam Từ cuối năm

1998, bắt đầu thử nghiệm các hợp chất pheromone giới tính kiểu I và kiểu II để có

được những thông tin liên quan đến việc trao đổi tín hiệu bắt cặp của các loài vùng nhiệt đới Tại ĐBSCL, thử nghiệm đã tiến hành vàxác định được pheromone giới tính 19 loài thành trùng bộ cánh vảy trong vườn cây ăn trái Một thí nghiệm khảo

sát diễn biến mật số quần thể côn trùng gây hại của ba loài Chrysodeixis eriosoma, Ctenoplusia agnata, Ctenoplusia albostriata thuộc họ phụ Plussinae được tiến hành (Hai et al., 2002)

Nhờ vào khả năng thu hút thành trùng đực của pheromone giới tính, các thí nghiệm

khảo sát diễn biến mật số của thành trùng sâu vẽ bùa (Phyllocnistis citrella

Stainton) tại Tp Cần Thơ (Châu Nguyễn Quốc Khánh và ctv., 2009), thí nghiệm

khảo sát sự biến động mật số quần thể thành trùng sâu đục vỏ trái bưởi (Prays citri

Millière) tại Vĩnh Long (Huỳnh Thị Ngọc Linh, 2008) hay thí nghiệm khảo sát diễn

biến mật số của sùng khoai lang (Cylas formicarius Fab.) tại Bình Tân, Vĩnh Long

(Huỳnh Thành Tài, 2011),… đã được thực hiện, theo dõi được diễn biến mật số của các loài côn trùng gây hại

Từ năm 2001-2004, các thí nghiệm khảo sát khả năng hấp dẫn của pheromone đối với một số đối tượng gây hại trên rau họ thập tự, cà chua, nho, hành tây, hành ta, dưa hấu, đậu phộng, vải thiều được tiến hành tại Hà Nội, Bắc Ninh, Hà Giang, Hải Phòng và nhiều địa phương khác Từ năm 2001-2002, tại các tỉnh thành Hà Nội, Bắc Giang, Hải Dương và Vĩnh Phúc đã được triển khai sử dụng pheromone để phòng trừ 5 loài sâu hại với tổng diện tích 94 ha trên 4 loại cây trồng là rau hoa họ thập tự, hành tây, cà chua và đậu phộng Trong năm 2003 đã triển khai áp dụng với tổng diện tích 656,8 ha trên 9 tỉnh thành trong cả nước phòng trừ 6 loài sâu hại trên

7 loại cây trồng trong đó được áp dụng nhiều nhất là rau hoa họ thập tự (Lê Văn Trịnh và ctv., 2005)

Nhiều thí nghiệm về ứng dụng pheromone đã được nghiên cứu, như thí nghiệm sử

dụng bẫy pheromone tập hợp để phòng trị Prays sp đã mang lại hiệu quả làm giảm mật số thành trùng sâu đục vỏ trái Prays sp đáng kể cũng như làm hạn chế sự bùng

phát của loài gây hại này trong vụ tiếp theo (Phạm Minh Tân, 2011) hay Huỳnh Đức Hưng (2010), đã tiến hành thí nghiệm quấy rối sự bắt cặp của sâu đục vỏ trái

bưởi Prays sp mang lại hiệu quả rất cao, ngăn chặn được việc bắt cặp của thành

trùng sâu đục vỏ trái bưởi từ 98 - 100% so với các nghiệm thức đối chứng và phun thuốc trừ sâu

Theo Lê Văn Trịnh và ctv (2005), thời gian tồn tại hiệu lực hấp dẫn thành trùng sâu hại của bẫy pheromone tùy theo từng loại pheromone, ví dụ như thời gian tồn tại

hiệu lực hấp dẫn sâu tơ (Plutella xylostella) là 22 - 36 ngày, sâu ăn tạp (Spodoptera litura) là 20 - 28 ngày, sâu xanh da láng (Spodoptera exigua) là 21 - 24 ngày,…

Tùy từng loại côn trùng gây hại mà chọn các loại kiểu bẫy pheromone khác nhau

Ví dụ như qua đánh giá 4 loại kiểu bẫy pheromone thì bẫy nước cho hiệu quả thu

ở Tứ Kỳ (Hải Dương), khi đặt bẫy thấp hơn 5 cm hoặc ngang bằng bề mặt luống rau đều cho hiệu quả thu hút thành trùng sâu hại vào bẫy thấp, khi đặt bẫy cao hơn 5 cm trở lên cho hiệu quả cao nhất, đạt đến 23,59 con/ bẫy/ ngày đối với sâu tơ, 18,09 con/ bẫy/ ngày đối với sâu ăn tạp

1.3.6 Một số hợp chất pheromone giới tính của họ ngài cánh trong Sesiidae

Tuyến pheromone của thành trùng cái bộ cánh vảy thường nằm ở đốt bụng thứ 8 và

9 Ở họ ngài cánh trong (Sesiidae), thành trùng đực không bị thu hút bởi ánh sáng đèn nhưng bị thu hút bởi pheromone giới tính của thành trùng cái tiết ra Qua xác định các hợp chất pheromone giới tính của 12 loài thuộc họ này thì thành phần chủ yếu là 2,13-18:OAc và 3,13-18:OAc Hợp chất 3,13-18:OAc đã được báo cáo là thu

hút 76 loài thuộc họ Sesiidae (Ando et al., 2004)

3,13-Octadecadienyl acetate (3,13-18:OAc)

Octadeca-3,13-dien-1-ol (3,13-18:OH)

3,13-3,13-Octadecenal (Z3,Z13-18:Ald) Hợp chất Z3,Z13-18:OAc được phân lập và tổng hợp đầu tiên từ sâu đục thân cây

đào Synanthedon pictipes (họ Sesiidae) (Tumlinson et al., 1974) Hợp chất này cũng

là thành phần chính trong hợp chất pheromone giới tính thành trùng sâu đục thân

cây thù du (dogwood), Synanthedon scitula (Zhang et al., 2005)

Theo Eichlin và Passoa (1983), hợp chất pheromone giới tính thu hút được thành

trùng đực sâu đục thân cây Mai dương C mimosa có chứa khoảng 96% (Z,Z)-

3,13-Octadecadienyl acetate (Z3,Z13-18:OAc) Hợp chất này là thành phần chính trong pheromone giới tính của thành trùng họ Sesiidae