Tiểu luận tìm hiểu vai trò thiên địch của côn trùng kí sinh sâu hại

Một trong biện pháp trong đấu tranh sinh học phòng trừ dịch hại được áp dụng rộng rãi và mang lại hiệu quả cao cho nền nông nghiệp đó là sử dụng côn trùng ký sinh sâu hại vì có số lượng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUẾ

KHOA SINH HỌC

- -TIỂU LUẬN

Đề tài: Tìm hiểu vai trò thiên địch của côn

trùng kí sinh sâu hại

CHUYÊN NGÀNH: ĐỘNG VẬT HỌC – K24

Cán bộ hướng dẫn khoa học Tên học viên:

PGS.TS Trần Văn Hòa Nguyễn Thị Hoài Phương

HUẾ - 04/2014

MỤC LỤC

Phần 1: Đặt vấn đề 3

Phần 2: Nội dung 4

2.1 Khái niệm chung……… 4

2.1.1 Hiện tượng ký sinh……… 4

2.1.2 Vật chủ ……… 4

2.2 Đặc điểm đặc trưng của nhóm côn trùng ký sinh sâu hại 5

2.3 Mối quan hệ qua lại giữa côn trùng ký sinh và vật chủ 6

2.3.1 Vị trí ký sinh 6

2.3.2 Loài ký sinh thường chỉ liên quan đến một pha phát dục của vật chủ.7 2.3.3 Mối liên quan giữa số lượng cá thể loài ký sinh và số lượng loài ký sinh hoàn thành phát dục trong một cá thể vật chủ 10

2.3.4 Ký sinh theo thứ tự trong mối quan hệ với sâu hại (vị trí của chúng trong chuỗi thức ăn) 11

2.4 Tập tính của côn trùng ký sinh và ý nghĩa của nó trong ĐTSH 11

2.5 Những nhóm côn trùng ký sinh phổ biến 13

2.5.1 Bộ cánh màng Hymenoptera 13

2.5.2 Bộ hai cánh Diptera 14

2.5.3.Ưu thế của côn trùng ký sinh so với côn trùng ăn thịt 18

2.6 Đặc điểm ứng dụng 17

Phần 3: Kết luận 18

Tài liệu tham khảo 19

PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ

Hàng năm trong sản xuất nông nghiệp ở nước ta và các nước trên thế giới, sâu bệnh, cỏ dại (gọi chung là sâu hại) là mối đe dọa lớn và nếu không được tổ chức phòng trừ tốt, chúng có thể gây tổn thất nghiêm trọng về năng suất cây trồng và chất lượng nông sản Bởi vì, thiệt hại do các loại sinh vật hại gây nên đối với cây trồng trên đồng ruộng có thể làm giảm 20-25% năng suất, có khi lại đến 50% Để phòng trừ các loại sinh vật hại nói trên, trong những năm qua chúng ta đã áp dụng nhiều biện pháp khác nhau Trong đó, biện pháp kỹ thuật canh tác luôn được coi là cơ bản trong điều kiện nhất định, dùng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) là biện pháp tích cực, có khi là biện pháp quyết định đến năng suất cây trồng và chất lượng nông sản Các hóa chất thuốc bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu được sử dụng rộng rãi ở nước ta vào đầu những năm 1960 để tiêu diệt sâu bọ, côn trùng gây bệnh,… bảo vệ mùa màng Từ đó đến nay, thuốc trừ sâu vẫn gắn liền với tiến bộ sản xuất công nghiệp, quy mô, số lượng, chủng loại ngày càng tăng Tuy nhiên, bên cạnh đó phần tồn dư của thuốc bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu trên các sản phẩm nông nghiệp, rơi xuống nước bề mặt, ngấm vào đất, di chuyển vào nước ngầm, phát tán theo gió gây ô nhiễm môi trường

Trong biện pháp sinh học để phòng trừ dịch hại (ở đây chúng ta lấy thí dụ dịch hại đó là sâu hại chẳng hạn) thì ngoài việc sản xuất những chế phẩm vi sinh vật phun xịt lên cây trồng để diệt trừ sâu hại, hoặc nuôi nhân ong ký sinh rồi thả ra đồng ruộng, vườn cây

để chủng ký sinh diệt sâu hại… người ta còn lợi dụng một số loài sinh vật đang có sẵn trong tự nhiên để tiêu diệt sâu hại, khống chế mức độ gây hại của chúng ở mức không có

ý nghĩa về mặt kinh tế Trong thuật ngữ chuyên môn người ta gọi những sinh vật này là thiên địch hay những kẻ thù tự nhiên của dịch hại trên đồng ruộng Ngày nay, sử dụng thiên địch là một trong những biện pháp sinh học được ứng dụng rất nhiều trong thực tiễn sản xuất

Một trong biện pháp trong đấu tranh sinh học phòng trừ dịch hại được áp dụng rộng rãi và mang lại hiệu quả cao cho nền nông nghiệp đó là sử dụng côn trùng ký sinh sâu hại vì có số lượng loài nhiều, phân bố rộng, tính chuyên hóa cao và có hiệu quả tốt, thân thiện với môi trường Để hiểu rõ hơn về côn trùng ký sinh sâu hại và ứng dụng của chúng trong đấu tranh sinh học, bài tiểu luận sẽ được làm sáng tỏ hơn

PHẦN 2: NỘI DUNG 2.1 Khái niệm chung

2.1.1 Hiện tượng ký sinh

Theo Bondarenko (1978): “Ký sinh là loài sinh vật sống nhờ vào loài sinh vật khác

trong một thời gian dài, dần dần làm vật chủ chết hoặc suy nhược”

Theo từ điển Wikipedia: “Ký sinh là hiện tượng các vi sinh vật (hoặc những động vật nguyên sinh, ) sống dựa vào nguồn chất dinh dưỡng từ vật chủ Chúng đều có đặc điểm chung là: Cơ quan hỗ trợ di chuyển tiêu giảm, tốc độ tiêu hoá và tốc độ sinh sản cao, phần lớn đều truyền qua vật chủ trung gian”

Trong nông nghiệp, ký sinh được dùng để chỉ các loài côn trùng, động vật nguyên sinh hay tuyến trùng ký sinh trên sâu hại Hiện tượng ký sinh là một dạng quan hệ qua lại giữa các sinh vật rất phức tạp và đặc trưng Hiện tượng ký sinh trên sâu hại rất phổ biến trong tự nhiên, đây là một dạng quan hệ qua lại lợi một chiều, trong đó loài được lợi (loài

ký sinh) sử dụng loài sinh vật sống khác (vật chủ) làm thức ăn và nơi ở cho một phần nào

đó trong chu kỳ vòng đời của nó

2.1.2 Vật chủ

Theo từ điển Wikipedia: “Vật chủ là những sinh vật bị ký sinh, tức là bị các sinh vật ký sinh chiếm sinh chất, trong quan hệ này, vật chủ là đối tượng bị thiệt hại”

Loài trùng steinernematidae ký

sinh trong ấu trùng muỗi mắt trong của nốt sần của cây nấm.

Ong kén trắng tập thể kí

sinh sâu cắn gié

Vật chủ là những sinh vật mà ở đó các sinh vật ký sinh, sinh sản và phát triển để hoàn thành vòng đời sinh học của chúng Trong ĐTSH, vật chủ thường là những sinh vật gây hại cho cây trồng

Rầy nâu hại lúa

Sâu xám hại lúa

Trong các nhóm sinh vật ký sinh dùng trong đấu tranh sinh học: Côn trùng ký sinh, động vật nguyên sinh ký sinh, tuyến trùng ký sinh thì nhóm Côn trùng ký sinh (CTKS) là nhóm có vai trò quan trọng trong đấu tranh sinh học (ĐTSH) Chúng rất phổ biến trong tự nhiên và được sử dụng rộng rãi, có hiệu quả cao trong ĐTSH

2.2 Đặc điểm đặc trưng của nhóm côn trùng ký sinh sâu hại

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

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

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

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

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

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

2.3.1 Vị trí ký sinh

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

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

Ví dụ: Ấu trùng ong kén trắng giống Apanteles (họ Braconidae) sống trong cơ thể

sâu non của nhiều loại côn trùng cánh vẩy (Lepido terae)

Ong đa phôi (Copidosomopsis nacoleiae) ký sinh sâu cuốn lá

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

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

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

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

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

Rầy nâu mang vi rut gây bệnh vàng lá

Ấu trùng ong kiến học Dryinidae tạo thành khối u lồi trên mặt lưng cơ thể rầy

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

Theo đó có các nhóm ký sinh sau:

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

Ví dụ: + Ong mắt đỏ họ Trichogrammatidae, Ong đen họ Scelionidae

+ Ong bắp cày Trichogramma galloi ký sinh vào trứng sâu đục thân mía

+ Ong (Gonatocerus spp.) ký sinh trứng rầy và Ong xanh (Tetrastichus

Schoenobii) ký sinh trứng sâu đục thân.

Ong bắp cày ký sinh Ong mắt đỏ ký sinh trên trứng

sâu hại

Ấu trùng ong kén trắng trên sâu

bướm

Ấu trùng ong kén trắng bên

cạnh Aurina euphydryas

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

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

Ví dụ: + Ong kén nhỏ (Phanerotoma sp.) thuộc họ (Braconidae) ký sinh trong sâu

đục thân

Ong mắt đỏ đang đẻ trứng trên ấu trùng bọ cánh cứng

- Ký sinh nhộng: cá thể cái trưởng thành đẻ trứng lên pha nhộng của vật chủ và ký sinh hoàn thành phát dục khi vật chủ ở pha nhộng Thường gặp ở các họ ong đùi to

Chalcididae, Tachinidae, Ichneumonidae.

Ong kén nhỏ (Phanerotoma sp.) ký sinh sâu đục thân

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

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

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

rầy lưng trắng

- Ngoại ra có một số ngoại lệ

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

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

Có thể chia làm các nhóm sau:

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

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

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

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

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

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

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

sinh hiện tượng này ít gặp

2.3.4 Ký sinh theo thứ tự trong mối quan hệ với sâu hại (vị trí của chúng trong chuỗi thức ăn)

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

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

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

- Ký sinh bậc 3: trường hợp ít gặp

Từ bậc 2 trở lên gọi là siêu ký sinh

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

Ví dụ: một số loài ong thuộc họ Aphelinidae.

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

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

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

- Tìm nơi ở có cây thức ăn của vật chủ Phản ứng nhận biết cây thức ăn vật chủ là kết quả đã đạt được trong quá trình tiến hóa

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

Ví dụ: + Ong xanh mắt đỏ (Trichomalopsis) đến đẻ trứng ký sinh vào trứng bọ xít

do bọ xít cái tiết ra mùi nặng

Mùi cây thông hấp dẫn Ong Itoplectis conquisitor đến ký sinh sâu cuốn lá thông

Evetria buoliana.

* Giai đoạn 2: Tìm và phát hiện vật chủ

Để tìm kiếm vật chủ trong phạm vi nơi ở của chúng, côn trùng ký sinh cái trưởng thành sử dụng các nguồn kích thích từ phía vật chủ (thông tin về vật chủ) hay các sản phẩm hoạt động sống của vật chủ Trong đó thị giác và khứu giác đóng vai trò quan trọng, dựa vào hình ảnh và mùi vị của vật chủ để côn trùng ký sinh nhận ra vật chủ

Ví dụ:

+ Ruồi ký sinh Drino bohemica bị hấp dẫn bởi chuyển động của ấu trùng ong lá

Neodiprion lecontei (vật chủ)

+ Ong Microplitis ciceipes bị hấp dẫn đến với sâu non Heliothiszea bởi phân của sâu non

(Jones et al 1977) Có thể gọi 2 giai đoạn này bằng cái tên chung là chọn lọc sinh thái (Salt 1935)

+ Ong đen (Telenomus cyrus) đẻ trứng ký sinh vào trứng bọ xít nhờ mùi hôi tiết ra

từ bọ xít cái

* Giai đoạn 3: Lựa chọn vật chủ

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

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

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

Khả năng này rất phổ biến ở côn trùng thuộc bộ cánh màng và không thấy có ở bộ hai cánh (Victorov 1976)

2.5 Những nhóm côn trùng ký sinh phổ biến

Theo Sweetman (1936) trong lớp côn trùng Insecta có 86 học thuộc 5 bộ có đại diện ký sinh: Bộ cánh cứng Coleoptera; cánh cuốn Strepsiptera; cánh vẩy Lepidoptera; cánh màng Hymenoptera; hai cánh Diptera Trong thực tiễn ký sinh chủ yếu thuộc 2 bộ:

Cánh màng và hai cánh là có ý nghĩa chống côn trùng hại nhất

2.5.1 Bộ cánh màng Hymenoptera

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

Ichneumonidae, Braconidae, Trichogrammatidae, Mymaridae, Sceliondae, Dryinidae, Elasmimidae, Evpelmidae, Aphelinidae, Encyrtidae, Pteromaildae, Chalcididae, Bethylidae, Aphidiidae…

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

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

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

sinh sâu non của nhiều loài côn trùng hại

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

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

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

Ong kén trắng Braconidae arizonz Một số loài côn trùng ký sinh thuộc Bộ cánh màng (Hymenoptera)

2.5.2 Bộ hai cánh Diptera

Bộ hai cánh Diptera đứng thứ hai trong các biện pháp ĐTSH Theo Clausen (1940) trong bộ có những họ hoàn toàn gồm các loài ký sinh là: Cyrtidae, Nemestrinidae,

Pipunculidae, Conopidae, Pygrotidae, Tachinidae,… Trong đó họ ruồi ksy sinh