Đánh giá tính mẫn cảm của rầy nâu (nilaparvata lugens stal) đối với một số thuốc trừ sâu ở các tỉnh thái bình, hưng yên và phú thọ vụ mùa năm 2010

luận văn, tiến sĩ, thạc sĩ, báo cáo, khóa luận, đề tài

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-
-

NGUYỄN THANH HẢI

ðÁNH GIÁ TÍNH MẪN CẢM CỦA RẦY NÂU

(Nilaparvata lugens Stål) ðỐI VỚI MỘT SỐ THUỐC

TRỪ SÂU Ở CÁC TỈNH THÁI BÌNH, HƯNG YÊN

VÀ PHÚ THỌ VỤ MÙA NĂM 2010

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: BẢO VỆ THỰC VẬT

Mã số: 60.62.10 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS HỒ THỊ THU GIANG

TS TÀO MINH TUẤN

HÀ NỘI - 2011

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan!

Bản luận văn tốt nghiệp này ñược hoàn thành bằng sự nhận thức chính xác của bản thân

Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực, chưa ñược sử dụng và công bố trong bất kỳ công trình bảo vệ luận văn nào khác Mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này, tôi

ñã nhận ñược sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các Giáo viên hướng dẫn, của các tập thể, cá nhân, sự ñộng viên của bạn bè và gia ñình

Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới PGS TS

Hồ Thị Thu Giang - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội và TS Tào Minh Tuấn - Trung tâm Kiểm ñịnh và Khảo nghiệm Thuốc bảo vệ thực vật Phía Bắc, ñã dành cho tôi sự chỉ dẫn và giúp ñỡ tận tình trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu hoàn thành ñề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn Trung tâm Kiểm ñịnh và Khảo nghiệm thuốc BVTV phía Bắc, Trung tâm Bảo vệ thực vật phía Bắc - Cục bảo vệ thực vật

ñã giúp ñỡ và tạo ñiều kiện cho tôi thực hiện ñề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn TS Lê Thị Kim Oanh, Th.S Nguyễn Thị Ngọc, Th.S Nguyễn Thị Thu Hằng, Th.S Lê Thế Anh, Th.S Nguyễn Phạm Hùng và các ñồng nghiệp phòng Khảo nghiệm thuốc ñã giúp ñỡ tôi hoàn thành luận văn này

Tôi xin cảm ơn sự giúp ñỡ của bà con nông dân và các ñồng chí lãnh ñạo

ở các ñịa phương Phú Thọ, Hưng Yên và Thái Bình mà tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn của mình ñến tất cả các bạn bè, người thân và gia ñình ñã luôn ñộng viên và tạo ñiều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành bản luận văn này

Hà Nội, ngày 20 tháng 3 năm 2011

Tác giả

Nguyễn Thanh Hải

4.1.1 Tình hình sử dụng thuốc tại các ñịa ñiểm nghiên cứu trong vụ

4.1.2 Phương thức sử dụng thuốc trừ sâu trên cây lúa tại các ñịa ñiểm

4.1.3 Liều lượng, tần suất và số lần phun thuốc/vụ tại các ựịa ựiểm

4.2 Diễn biến mật ựộ rầy nâu trên ựồng ruộng tại các ựịa ựiểm nghiên

4.3 đánh giá tắnh mẫn cảm của rầy nâu ở 3 ựịa ựiểm nghiên cứu với

3 hoạt chất trừ rầy ựược sử dụng phổ biến trong vụ mùa 2010 51 4.3.1 Tiến hành thử nghiệm xác ựịnh tắnh mẫn cảm của rầy nâu bằng

4.4 Hiệu lực trừ rầy nâu của một số thuốc trừ sâu trên ựồng ruộng tại

4.4.1 Hiệu lực các thuốc trừ rầy tại đông Hoàng, đông Hưng, Thái Bình 61 4.4.2 Hiệu lực các thuốc trừ rầy tại Tống San, Phù Cừ, Hưng Yên 63

4.5 So sánh hiệu lực các nhóm hoạt chất thuốc trong trừ rầy tại các

4.2 Tỷ lệ % hộ nông dân sử dụng thuốc dưới dạng hỗn hợp hoặc ñơn lẻ

4.3 Liều lượng, tần suất và số lần sử dụng thuốc BVTV phòng trừ rầy

4.4 Diễn biến mật ñộ rầy nâu tại Tống San - Phù Cừ - Hưng Yên vụ

4.7 Trọng lượng trung bình cá thể của 3 quần thể rầy nâu N.lugens

4.8 Mức ñộ mẫn cảm của các quần thể nghiên cứu ñối với hoạt chất

4.11 Hiệu lực trừ rầy trên ñồng ruộng của các thuốc thương mại tại Thái

DANH MỤC HÌNH

4.1 Tỷ lệ % hộ nông dân sử dụng các nhóm thuốc trừ sâu trên lúa tại

4.2 Tỷ lệ % hộ nông dân sử dụng các nhóm thuốc trừ sâu trên lúa tại

4.3 Tỷ lệ % hộ nông dân sử dụng các nhóm thuốc trừ sâu trên lúa tại

4.5 Biểu ñồ mật ñộ quần thể rầy nâu tại các ñịa ñiểm nghiên cứu trong

4.6 Giá trị Ri của các quần thể rầy nâu ñối với hoạt chất Fenobucarb 544.7 Giá trị Ri của các quần thể rầy nâu ñối với hoạt chất Imidacloprid 574.8 Giá trị Ri của các quần thể rầy nâu ñối với hoạt chất Fipronil 60

4.10 Hiệu lực hoạt chất Fenobucarb ñối với rầy nâu tại các ñịa ñiểm

1 MỞ ðẦU

1.1 ðặt vấn ñề

ðảm bảo an ninh lương thực là vấn ñề trọng ñiểm của mỗi quốc gia hiện nay Mặc dù Việt Nam hiện nay là nước xuất khẩu gạo lớn thứ hai trên thế giới nhưng ñể ñảm bảo ñược diện tích và sản lượng lúa gạo trong tương lai là vấn ñề rất khó khăn Một trong những khó khăn lớn nhất hiện nay là việc quản lý các sâu bệnh hại trên cây lúa một cách hiệu quả

Rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal) ñược ñánh giá là một trong những

dịch hại quan trọng nhất trên cây lúa hiện nay không chỉ ở Việt Nam mà còn

ở khắp các vùng trồng lúa trên thế giới [24] Rầy nâu không chỉ gây hại trực tiếp bằng cách chích hút dịch cây lúa làm cản trở quá trình sinh trưởng và phát triển của cây lúa mà nguy hại hơn, chúng còn là tác nhân môi giới lây truyền các loại virus rất nguy hiểm trên cây lúa, trong ñó hiện nay là virus vàng lùn, lùn xoắn lá Khi bị nhiễm virus vàng lùn, lùn xoắn lá cây lúa mất năng suất hoàn toàn và chỉ có thể tiêu hủy mà không có biện pháp ñiều trị gây nên tổn thất rất lớn cho người trồng lúa Sự bùng phát về mật ñộ rầy nâu và sự tăng lên liên tục diện tích lúa bị nhiễm bệnh nguyên nhân do việc quản lý rầy nâu không tốt Trong canh tác lúa hiện nay ở nước ta, hầu hết việc quản lý dịch hại chủ yếu dựa vào biện pháp sử dụng thuốc trừ sâu hóa học là chính Việc lạm dụng thuốc hóa học trong một thời gian dài và không ñúng quy cách

ñã dẫn ñến sự suy giảm tính mẫn cảm của rầy nâu ñối với thuốc hóa học ñiều này làm cho việc quản lý rầy nâu trở nên khó khăn hơn Chỉ tính riêng trong một vài năm trở lại ñây ðồng bằng sông Cửu Long là trọng ñiểm của việc bùng phát số lượng rầy, mỗi năm mất hàng chục ngàn ha lúa do bị cháy rầy và

do bệnh virus vàng lùn, lùn xoắn lá [2] Diện tích lúa bị rầy nâu gây hại nặng

ở các tỉnh đồng bằng sông Hồng cũng ngày càng gia tăng, ựiều nguy hại hơn

là các nguồn rầy nâu mang virus ựang có xu hướng lan rộng ra các vùng trồng lúa phắa Bắc [5]

Biện pháp dùng thuốc hóa học ựể quản lý rầy nâu ựã dẫn trở nên kém hiệu quả làm tăng thêm chi phắ ựầu vào và gây hậu quả xấu cho môi trường

Sự suy giảm hiệu lực của các loại thuốc hóa học trong kiểm soát rầy nâu ựược xác ựịnh nguyên nhân do một số quần thể rầy nâu ựã xuất hiện tắnh kháng thuốc [3] Việc sử dụng liên tục trong một thời gian dài một hoặc một vài nhóm thuốc hóa học trừ rầy nâu ựược coi là nguyên nhân làm xuất hiện tắnh kháng thuốc Quản lý tốt tắnh kháng thuốc của rầy nâu hiện nay là biện pháp cần thiết ựể duy trì ựược hiệu quả phòng trừ bằng biện pháp hóa học trong tương lai Vấn ựề ựặt ra hiện nay là sử dụng thuốc như thế nào, liều lượng và nhóm thuốc nào nên ựược sử dụng ựể tránh việc sử dụng liên tục một loại thuốc gây nên hiện tượng kháng thuốc của rầy nâu

để có thêm dẫn liệu khoa học cụ thể về mức ựộ mẫn cảm của rầy nâu ựối với một số nhóm thuốc trừ rầy ựang ựược dùng phổ biến trừ rầy hiện nay,

chúng tôi tiến hành nghiên cứu ựề tài: "đánh giá tắnh mẫn cảm của rầy nâu

(Nilaparvata lugens Stal) ựối với một số thuốc trừ sâu ở các tỉnh Thái Bình,

Hưng Yên và Phú Thọ vụ mùa năm 2010"

1.2 Mục ựắch, yêu cầu của ựề tài

1.2.1 Mục ựắch

điều tra tình hình sử dụng thuốc trừ sâu trên cây lúa nhằm tìm hiểu thực trạng nông dân sử dụng thuốc trừ sâu trên lúa tại các ựịa ựiểm nghiên cứu Nghiên cứu ựánh giá ựộ mẫn cảm và hiệu lực của các thuốc trừ sâu trong

phòng thắ nghiệm và trên ựồng ruộng của các thuốc trừ sâu ựối với rầy nâu N

Lugens tại các ựịa ựiểm nghiên cứu sẽ góp phần xây dựng cơ sở dẫn liệu khoa

học cụ thể trong việc quản lý sử dụng các thuốc trừ rầy trên lúa tại các ñịa ñiểm nghiên cứu trong thời gian tới

- Xác ñịnh ñộ mẫn cảm (giá trị LD50) của rầy nâu N lugens với 3 loại

hoạt chất Fenobucarb, Fipronil và Imidacloprid

- Hiệu lực của các nhóm thuốc ñang sử dụng phổ biến trừ rầy và một số nhóm thuốc có hoạt chất khác ñang ñược sử dụng trong trừ rầy ở các ñịa ñiểm nghiên cứu

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

2.1 Tình hình côn trùng kháng thuốc hiện nay

Côn trùng kháng thuốc là kết quả của việc sử dụng liên tục thuốc các loại hóa chất ñể phòng trừ Nói cách khác, tính kháng thuốc của côn trùng chỉ xảy ra khi chúng tiếp xúc nhiều lần với thuốc bảo vệ thực vật [57] ðây là hiện tượng phổ biến không chỉ ở côn trùng, mà còn ở nhiều loài sinh vật khác [36]

Hiện tượng kháng thuốc ñầu tiên ñược quan sát lần ñầu từ năm 1887; ñược mô tả lần ñầu năm 1914 qua hiện tượng rệp sáp Quadraspidiotus

pezniciosus Comst kháng lưu huỳnh vôi [49] Từ ñó, trong khoảng thời gian

từ 1914 ñến 1946, ñã có 11 trường hợp ñược phát hiện là côn trùng ñã kháng các thuốc trừ sâu vô cơ

Hiện tượng kháng thuốc Bảo vệ thực vật (BVTV) của dịch hại ñược phát hiện ở hầu hết quần thể sinh vật [49] Nhưng do côn trùng và nhện ñẻ nhiều và nhanh, vòng ñời ngắn, nhiều thế hệ ñược sinh ra trong vụ/năm, nên tính kháng thuốc ñược hình thành mạnh nhất và ñược nghiên cứu nhiều nhất [25] ðến ñầu những năm 80 của thế kỷ 20, người ta ñã phát hiện 447 loài côn trùng và nhện (trong ñó có 264 loài côn trùng và nhện hại nông nghiệp); trên

100 loài nấm và vi khuẩn; khoảng 50 loài cỏ dại ñã hình thành tính kháng [27]

Các loài côn trùng ñã phát triển tính kháng với tất cả các nhóm thuốc

trừ sâu hữu cơ: ðầu tiên là các thuốc clo, lân hữu cơ và cacbamat, thì nay các nhóm thuốc mới giết côn trùng trực tiếp như pyrethroid, formamidin, neonicotenic v.v [25], các chất triệt sản, các chất ñiều khiển sinh trưởng côn trùng Insect Growth Regulator (IGR) cũng ñã hình thành tính kháng Nhiều loài côn trùng và nhện, không những kháng một loại thuốc hay các thuốc trong cùng một nhóm hoá học, mà còn kháng cả nhiều thuốc thuộc các nhóm

khác nhau cả về cơ chế và phương thức tác ñộng Có ít nhất có 17 loài phát triển tính kháng với tất cả các nhóm thuốc trừ sâu chủ yếu [27]

Ở Việt Nam, loài sâu tơ Plutella xylostella ñã hình thành tính kháng nhiều loại thuốc trên phạm vi cả nước và trở thành loài dịch hại nguy hiểm nhất cho nghề trồng rau họ hoa thập tự ở nước ta [10]

Tính kháng thuốc của sâu hại gây trở ngại cho việc dùng thuốc BVTV

và gây tâm lý nghi ngờ hiệu quả của các loại thuốc dùng Các thuốc trừ dịch hại mới ra ñời ñã không kịp thay thế cho các thuốc ñã bị kháng hoặc hiệu lực

giảm sút

Các nghiên cứu tính kháng thuốc về rầy nâu bắt ñầu ñược chú ý vào khoảng những năm 1970 bởi vì phạm vi và tác hại của chúng ngày càng nghiêm trọng Biện pháp hữu hiệu nhất trong quản lý rầy nâu là sử dụng thuốc hóa học cũng dần trở nên kém hiệu quả Nguyên do loài rầy nâu có khả năng sinh sản nhanh và phát triển mạnh, vòng ñời ngắn, trong một năm có nhiều lứa và ñặc biệt chịu áp lực chọn lọc thuốc hóa học rất cao do ñó chúng có khả năng hình thành tính kháng rất nhanh chóng

Mặc dù sử dụng số lượng lớn và tần suất cao các loại thuốc BVTV nhưng hiện nay việc khống chế số lượng rầy không ñạt ñược hiệu quả như mong muốn Ngoài các yếu tố về chất lượng, kỹ thuật sử dụng thuốc thì những nghi ngờ lớn nhất hiện nay tập trung vào lý do rầy nâu ñã hình thành khả năng kháng lại các loại thuốc hóa học ðiều này ngày càng trở nên hiện hữu và chính xác khi ngày càng có nhiều quốc gia trồng lúa trên thế giới thông báo về hiện tượng kháng thuốc (resistance) của rầy nâu

2.2 Một số khái niệm về tính kháng thuốc

2.2.1 Khái niệm về tính kháng thuốc (Resistance)

Hiện nay có rất nhiều ñịnh nghĩa về kháng thuốc

ðịnh nghĩa của WHO (1976): Kháng thuốc là sự suy giảm tính mẫn cảm của

một quần thể ñộng thực vật với một loại thuốc BVTV, sau một thời gian dài (trong quá trình sản xuất, bảo quản), quần thể này liên tục tiếp xúc với thuốc

ñó, khiến cho loài sinh vật ấy chịu ñược lượng thuốc lớn có thể tiêu diệt hầu

hết các cá thể cùng loài chưa chống thuốc Khả năng này của dịch hại có thể

di truyền qua ñời sau, dù các cá thể ñời sau có hay không tiếp xúc với thuốc

ñó [9] [20]

- Theo Roman Sawicki (1987): Tính kháng là sự thay ñổi chức năng

lựa chọn trong gen dưới tác ñộng của chất ñộc, làm suy yếu khả năng phòng trừ dịch hại trên ñồng ruộng [27]

- Theo IRAC (Insecticide Resistance Action Committee) (2000): Tính

kháng thuốc trừ sâu là sự thay ñổi tính mẫn cảm và di truyền trong quần thể

dịch hại, biểu hiện bằng sự thiệt hại lặp lại, khi phòng trừ dịch hại bằng thuốc Bảo vệ thực vật theo ñúng khuyến cáo ghi trên nhãn sản phẩm [33] [35]

Tính ña kháng: Là hiện tượng kháng có hai hoặc nhiều cơ chế kháng trong cùng một cá thể côn trùng (Multi-resistance) Cơ chế kháng này ñang phát triển rất nhanh, nó ñược tạo ra trong quá trình áp dụng liên tiếp lớp hoá chất này sau lớp hoá chất kia khi dịch hại xảy ra trên diện rộng

Sự giảm sút phản ứng của một quần thể ñối với một loại thuốc trừ dịch hại do kết quả của việc dùng thuốc thường xuyên, khiến chúng trở nên chịu ñựng ñược những lượng thuốc lớn mà với lượng thuốc này có thể tiêu diệt ñược hầu hết các cá thể của một quần thể cùng loài chưa chống thuốc có thể ñược hiểu là tính kháng thuốc

Kháng hóa chất là sự chọn lọc ñặc ñiểm có tính di truyền của một quần thể côn trùng gây ra thất bại một sản phẩm hóa chất mong ñợi khi sử dụng theo qui ñịnh Theo ñịnh nghĩa của WHO là sự phát triển khả năng sống sót

của một số cá thể sau khi tiếp xúc với nồng ựộ của một hoá chất mà với nồng

ựộ ựó ựa số cá thể trong một quần thể bình thường của loài ựó sẽ bị chết sau khi tiếp xúc

Tắnh kháng thuốc trừ sâu là một hiện tượng tiến hoá (Rosell 1997) [58]

đó là kết quả của quá trình chọn lọc gen kháng liên tiếp qua các thế hệ qua việc sử dụng thuốc trừ sâu (Nina Svae Johansen 2001) [52]

Khả năng phát triển tắnh kháng hoá chất phụ thuộc vào các yếu tố: sinh học, sinh thái học của côn trùng, mức ựộ trao ựổi dòng gen giữa các quần thể, thời gian tồn lưu của hoá chất, cường ựộ sử dụng gồm liều lượng và thời gian

sử dụng

Hiện tượng kháng hóa chất không phải là một quá trình thắch nghi sinh

lý của các cá thể trong quần thể Hiện tượng này bắt nguồn từ sự sai khác tự nhiên có bản chất di truyền về mức ựộ mẫn cảm ựối với các chất ựộc giữa các

cá thể trong quần thể Khi một quần thể côn trùng chịu áp lực của một loại hóa chất sẽ xảy ra quá trình chọn lọc, những cá thể mang các gen kháng hóa chất (còn gọi là các gen tiền thắch ứng) sẽ tồn tại

Việc sử dụng lặp lại một hoá chất sẽ loại bỏ các cá thể mẫn cảm và tỷ lệ các cá thể kháng sẽ tăng và cuối cùng số cá thể kháng sẽ trội lên trong quần thể Nếu trong một quần thể tỷ lệ các cá thể mang gen kháng là 1/10.000, nếu tiếp xúc liên tục với hóa chất qua 15 thế hệ liên tục thì tỷ lệ kiểu di truyền kháng thuốc sẽ tăng lên 1/30 và sau 7 thế hệ nữa (22 thế hệ) tỷ lệ kiểu di truyền kháng thuốc trong quần thể này tăng tới 1/1

đối với các quần thể rầy nâu thường tập trung với mật số rất lớn và ựa nguồn gen do có sự di trú, cộng với áp lực chịu thuốc trong một thời gian dài

và ựều ựặn đây là các yếu tố rất thuận lợi cho việc hình thành nên tắnh kháng

thuốc ựối với loài rầy nâu Nilaparvata lugens S

2.2.2 Các cơ chế kháng thuốc trừ sâu của côn trùng

Các hóa chất có thể xâm nhập vào cơ thể côn trùng bằng nhiều cách và ảnh hưởng ñến sự sống sót của chúng ở mức ñộ khác nhau Dựa vào khả năng hóa chất bị phân giải trực tiếp hay không khi tác ñộng vào cơ thể ñể chia ra các loại cơ chế:

- Kháng do cơ chế chuyển hóa (metabolic mechanism): Trong cơ chế

này khi phân tử hóa chất xâm nhập vào cơ thể, dưới tác dụng của các enzym khác nhau trong cơ thể côn trùng kháng thuốc sẽ bị phân giải theo nhiều con ñường khác nhau như: oxy hóa, thủy phân, hydro hóa, khử clo, ankyl hóa

+ Kháng do giảm tính thẩm thấu: Là cơ chế mà trong ñó hóa chất không bị phân hủy trực tiếp, song tính kháng hình thành là do giảm khả năng thấm Nhiều loại hoá chất diệt côn trùng thâm nhập vào cơ thể côn trùng qua lớp biểu bì Những thay ñổi của lớp biểu bì của côn trùng làm giảm tốc ñộ thẩm thấu của hoá chất diệt côn trùng gây nên sự kháng ñối với một số hoá chất diệt ðơn thuần tính thấm giảm chỉ gây ra sự kháng ở mức ñộ thấp Côn trùng có sự thay ñổi về cấu tạo của Lipoid, sáp và protein trong cutin hoặc gia

tăng kết cấu tầng biểu bì

Cơ chế này hiếm khi ñược ñề cập tới, nó thường ñược coi là thứ yếu

Tuy nhiên, nếu phối hợp với các cơ chế kháng khác, nó có thể tạo nên sự kháng cao

- Kháng do biến ñổi vị trí ñích (Target - Site Resistance) Sự kháng này gây ra bởi sự biến ñổi vị trí ñích tác ñộng của hoá chất diệt côn trùng Sự biến ñổi ñó ñã ñược quan sát thấy ở các enzym và cơ quan cảm nhận thần kinh, ñó

là ñiểm ñích của một số lớp hoá chất diệt côn trùng Có 3 hình thức kháng hoá chất diệt côn trùng bằng cách thay ñổi vị trí ñích nhạy cảm

Kháng "Kdr" (Knockdown Resistance) hay kháng liên quan ñến vai trò các kênh Na +

Kháng "Kdr" liên quan ñến các ñột biến gen tổng hợp các protein có

vai trò vận chuyển natri qua màng ở một số loài côn trùng Các hoá chất DDT

và Pyrethroid làm thay ñổi ñộng học của các kênh vận chuyển natri có vai trò

trong sự truyền các xung thần kinh Sự kháng "Kdr" thường có tính lặn di

truyền

- Hiện tượng trơ hoặc thay ñổi men Acetylcholinesterase (MACE:

Modified acetylcholinesterase) Men Acetylcholinesterase (AchE) của côn trùng liên quan ñến việc kháng hóa chất nhóm Phốt pho hữu cơ và Carbamate AchE thủy phân chất dẫn truyền thần kinh Acetylcholine trên màng synap sau của tế bào thần kinh

- Kháng do thay ñổi thụ thể (receptors) GABA (G-Amino Butyric Acid) GABA là thụ thể thuộc nhóm các thụ thể dẫn truyền thần kinh Những thụ thể này ñược hình thành bởi 5 tiểu ñơn vị (subunits) xung quanh kênh dẫn truyền ion Thụ thể GABA của côn trùng là ñiểm tác ñộng của nhóm thuốc Pyrethroid, Chlor hữu cơ (Cyclodiene) và chế phẩm Avermectin Cơ chế kháng là do sự thay ñổi một nucleotit trong một bộ ba mã hoá của gen tổng hợp nên thụ thể, qua ñó làm giảm ñộ nhạy của thụ cảm thể ñối với hiệu lực

ựộc của hoá chất diệt côn trùng Các nghiên cứu cũng cho thấy rằng các côn trùng kháng hóa chất Cyclodiene có khả năng ly giải ựộc chất Picrotoxin cũng như Phenylpyrazole và làm giảm hiệu lực của Ivermectin (Avermectin) liên quan ựến vai trò của các thụ thể GABA

- Kháng tập tắnh (behaviouristic resistance) đó là sự thay ựổi của côn

trùng trong tập tắnh né tránh ựược liều chết của hóa chất Những thay ựổi bao gồm sự giảm xu hướng bay vào vùng sử dụng hoá chất hay tránh xa khỏi bề mặt có hoá chất Tuy nhiên, sự kháng này cũng hiếm khi ựược ựề cập ựến và giống như hậu quả thay ựổi gây ra trực tiếp bởi sự có mặt của hoá chất diệt côn trùng hoặc do những côn trùng sống trong khu vực của quần thể côn trùng

bị tiêu diệt

2.2.3 Phương pháp ựánh giá tắnh kháng

để ựánh giá mức ựộ kháng thuốc của một quần thể sâu hại nào ựó người ta sử dụng chỉ số kháng thuốc Ri (Resistance index)

Theo FAO chỉ số Ri ựược tắnh theo công thức:

LD50 của quần thể nghi là kháng thuốc

Ri = -

LD50 của dòng mẫn cảm Với Ri ≥ 10 => quần thể sâu hại ựã có tắnh kháng thuốc

Ri < 10 => quần thể sâu hại chưa có tắnh kháng thuốc Hiện nay trong nghiên cứu việc nhân nuôi duy trì dòng côn trùng mẫn cảm gặp rất nhiều khó khăn mặc dù ựã có sự chia sẻ

2.3 Các nghiên cứu về rầy nâu

2.3.1 Vị trắ phân loại của rầy nâu

Theo CABI, 2007 [21] rầy nâu có tên khoa học là Nilaparvata lugens

Stal, thuộc họ Delphacidae, tổng họ Fulgoroidea, lớp phụ Auchenorrhyncha,

bộ Homoptera, lớp Insecta, ngành Arthropoda Tên khác của rầy nâu:

Calligypona oryzae; Delphacodes oryzae; Delphax lugens Stal,1854;

Nilaparvata greeni Distant, 1906; Nilaparvata oryzae Esaki & Hashimoto, 1932; Hikora formosana Esaki & Hashimoto, 1943

Các tên tiếng Anh của rầy nâu bao gồm: brown planthopper; backed rice plant hopper; rice planthopper; rice brown planthopper; planthopper, brown; BPH; Asian rice brown planthopper

brown-2.3.2 Phạm vi phân bố và ký chủ của rầy nâu

Phạm vi phân bố của rầy nâu rộng khắp ở phắa Nam và đông Nam châu

Á (Nhật Bản, Trung Quốc, Thái Lan, Triều Tiên, Philippin, Lào, Việt Nam ), châu Úc hay một số ựảo ở Thái Bình Dương, và rầy nâu còn tìm thấy ở những vùng dọc theo ựường xắch ựạo, (Mochida, 1979) [49] và (Dale, 1994) Cây lúa

là ký chủ quan trọng nhất của rầy nâu, ngoài ra người ta còn tìm thấy chủ yếu trên cây dại thuộc họ hòa thảo Ở Nhật Bản ựã ghi nhận có 29 loài ký chủ phụ

của rầy nâu, nhưng ký chủ phụ quan trọng hơn cả là lúa dại (Oryza perennis, O

Glaberrim và O Breviligulata), cỏ môi (Leersia hexandra) (Dale, 1994;

Mochia và Okada, 1979; Reissig và ctv, 1986) [23,24]

2.3.3 Triệu chứng gây hại của rầy nâu

Rầy nâu có thể gây hại ở tất cả các giai ựoạn sinh trưởng của cây lúa, ựặc biệt là giai ựoạn mạ, giai ựoạn làm ựòng, trỗ và chắn Nếu cây lúa bị gây hại nặng ở giai ựoạn mạ thì cây không sinh trưởng ựược, héo và chết Giai ựoạn làm ựòng nếu bị rầy nâu gây hại nặng có thể gây ra cháy rầy làm giảm năng suất hoặc không cho thu hoạch

Hình 2.1: Rầy nâu và khu ruộng lúa bị cháy rầy

2.3.4 ðặc ñiểm sinh học của rầy nâu

a Vòng ñời và thời gian phát dục của rầy nâu

Theo nghiên cứu của Trần Huy Thọ, Nguyễn Công Thuật (1989) [14], thời gian phát dục các lứa rầy nuôi liên tiếp trong năm thay ñổi rất nhiều và phụ thuộc vào nhiệt ñộ Trong khoảng tháng 4 ñến tháng 10, nhiệt ñộ trung bình ngày thay ñổi từ 24,5 - 29,3oC, vòng ñời rầy nâu kéo dài từ 26 - 31 ngày Trong tháng 11, ở nhiệt ñộ 22,3oC, các pha phát dục của rầy nâu ñều kéo dài, vòng ñời từ 35 ñến 40 ngày Trong khoảng tháng 2, tháng 3 ở nhiệt ñộ thấp dưới 20oC vòng ñời kéo dài tới 50 - 55 ngày

Trong mùa ñông những năm rét ñậm kéo dài, một số rầy trưởng thành

ñã sống trên dưới 80 ngày, từ cuối tháng 11 năm trước ñến giữa tháng 2 năm sau Giai ñoạn trứng trong tháng 2, tháng 3 có khi kéo dài tới 22 ngày

b Sự hình thành cánh ngắn và cánh dài ở trưởng thành

Chất lượng thức ăn và mật ñộ quần thể ở giai ñoạn rầy non có ảnh hưởng rất lớn ñến sự hình thành dạng hình cánh ngắn hay cánh dài [21] Trên các cây lúa giai ñoạn sinh trưởng mạnh nhiều dinh dưỡng xuất hiện hầu hết là cánh ngắn, ngược lại trên những cây lúa sinh trưởng kém còi cọc hoặc vào cuối thời

kỳ sinh trưởng thì chủ yếu là rầy cánh dài Mật ñộ rầy quá cao trong giai ñoạn

ấu trùng cũng dẫn ñến sự hình thành dạng cánh dài ở giai ñoạn trưởng thành

Rầy nâu cánh dài thường di chuyển ñến các ruộng lúa ngay sau khi cấy Lứa rầy kế tiếp bao gồm chủ yếu là con cái cánh ngắn và con ñực cánh dài

Sự thay ñổi từ dạng cánh ngắn sang cánh dài của con cái phụ thuộc ở các lứa sau phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm mật ñộ ấu trùng, chất lượng cây ký chủ, nhiệt ñộ [21]

c Khả năng sinh sản và số lứa trong vụ

Thông thường trong một vụ lúa ở Việt Nam rầy nâu có 3 lứa, lứa thứ 3 gây hại nặng nhất Trong ñiều kiện canh tác 2 vụ lúa ở miền Bắc Việt Nam thường xuất hiện 7 lứa

Trong ñiều kiện tối ưu (cây khỏe mạnh, mẫn cảm, nhiệt ñộ trong khoảng 25-30oC) con cái cánh ngắn ñẻ trung bình 300 - 400 trứng, trường hợp cá biệt có thể lên ñến hơn 1000 trứng Con cái cánh dài ñẻ khoảng 100 trứng [21]

2.4 Nghiên cứu tính kháng thuốc ñối với rầy nâu ở nước ngoài

Theo Dyck V A và B Thomas (1979) [24] thì rầy nâu ñã tồn tại nhiều năm và gây hại trên diện tích lớn ruộng lúa ở Châu Á Mật ñộ rầy nâu phát triển rất nhanh và gây hại rất nặng ñến mùa màng ở một vài quốc gia ở Châu

Á Theo báo cáo của những nước như: Ấn ðộ, Indonesia, Philppines và

SriLanka thì rầy nâu là loại côn trùng gây hại trên diện rộng và có sự di trú không ổn ñịnh ở nhiều quốc gia Rầy nâu và rầy lưng trắng ñang là loại côn trùng gây hại lớn nhất trên ruộng lúa ở Châu Á hiện nay, trước hết bởi vì sự phá hoại không thể báo trước và sự gây hại rất lớn một cách ñột ngột

J L A Catindig và ctv (2009) [37] trong công trình nghiên cứu về diện tích nhiễm rầy nâu của một số quốc gia có diện tích trồng lúa lớn khu vực châu Á từ năm 1998 - 2007 cho thấy hầu hết các diện tích lúa bị nhiễm rầy ngày càng tăng, ñặc biệt như các nước Trung Quốc, Thái Lan và Việt Nam

ðể khống chế mật số và sự gây hại của rầy nâu hầu hết nông dân trên các quốc gia trồng lúa phải dựa vào thuốc hóa học Việc sử dụng liên tục các loại thuốc hóa học có hoạt chất tương tự nhau trong cùng một nhóm với thời gian dài ñã dẫn ñến hiện tượng suy giảm hiệu lực thuốc ñối với loài rầy nâu ở rất nhiều quốc gia

Theo tổng kết của FAO (1990) rầy nâu ñã kháng với 18 loại hoạt chất trừ sâu thuộc các nhóm chlo hữu cơ, lân hữu cơ, carbamate và pyrethroid trong ñó ghi nhận rầy nâu ở Việt Nam ñã kháng với thuốc DDT, diazinon và malathion từ những năm 1974 Từ ñó ñến nay cũng có nhiều báo cáo ñề cập ñến hiện tượng kháng thuốc của rầy nâu ñối với các loại thuốc trừ sâu thuộc các nhóm hoá học mới như Neonicotinoid, ñiều hoà sinh trưởng Tuy nhiên các nghiên cứu ñó không ñề cập ñến các quần thể rầy nâu ở Việt Nam

Phương pháp phun thuốc hóa học chủ yếu là phun vào lá, tuy nhiên rầy nâu gây hại ở gần gốc lúa phía gần mặt nước, nơi tác ñộng của thuốc bị giảm

do bị các tầng lá trên che chắn Khi rầy nhiễm các loại thuốc Diazinon, Deltamethrin và Parathion-methyl với nồng ñộ thấp sẽ làm tăng khả năng chích hút, ñẻ trứng, thời gian sống của trưởng thành kéo dài

Vì rầy nâu có khả năng sinh sản cao nên cũng có khả năng hình thành

tắnh kháng nhanh chóng Ở Nhật, ựã phát hiện rầy nâu kháng với các loại thuốc BHC, Carbaryl, Metolcarb, Isoprocarb, Malathion, Diazinon, và Fenitrothion từ năm 1967 ựến năm 1979 Tại Philippin, Diazinon và Carbofuran trở nên không hiệu quả sau một thời gian sử dụng liên tục Các chủng rầy nuôi trong phòng thắ nghiệm và ngoài ựồng ruộng ở đài Loan có thể tăng tắnh kháng lên 1000 lần ựối với permethrin

Từ cuối những năm 90 của thế kỷ 20, khi rầy nâu ựược thông báo ựã phát triển tắnh kháng ựối với nhóm thuốc trừ sâu Lân hữu cơ (Karunaratnevà ctv, 1999) [39] các nông dân trồng lúa bắt ựầu ựể ý nhiều hơn ựến Imidacloprid Theo Jeschke, P and Nauen, R (2008) [38], Imidacloprid thuộc nhóm thuốc trừ sâu thế hệ mới có tác ựộng chọn lọc vào ựiểm chọn lọc ựặc hiệu (thụ quan nicotinic acetylcholin) của hệ thần kinh côn trùng Các hợp chất này có ựộ ựộc ựối với ựộng vật có vú mức ựộ thấp và lần ựầu tiên ựược

sử dụng trong thương mại năm 1991 và kể từ ựó tới nay ựược sử dụng rộng rãi ựặc biệt trong lĩnh vực kiểm soát côn trùng trong nông nghiệp, y tế và thú

y Tới giai ựoạn ựầu năm 2000, Imidacloprid vẫn ựược ựánh giá về khả năng kiểm soát rầy nâu có hiệu quả cao trên ựồng ruộng và chưa có dấu hiệu rõ ràng trong việc tắch lũy tạo nên tắnh kháng trong các quần thể nghiên cứu Tuy vậy, năm 2004 các quần thể thu thập trên ựồng ruộng ở Trung Quốc ựã phát triển tắnh kháng lên gấp 250 lần sau 37 thế hệ ựược chọn lọc trong phòng thắ nghiệm (Liu và Han, 2006) [42]

Tắnh kháng trên ựồng ruộng ựã phát triển tương ựối nhanh với thuốc Imidacloprid ở các nước có sử dụng hoạt chất này trong kiểm soát rầy nâu Sự suy giảm tắnh mẫn cảm ựối với Imidacloprid lần ựầu tiên ựược phát hiện ở Thái Lan năm 2003, và kể từ ựó chúng nhanh chóng ựược phát hiện ở các nước châu Á khác như Trung Quốc, Nhật Bản và Việt Nam (Matsumura và ctv, 2008) [47] Các nghiên cứu tắnh kháng với hoạt chất Imidacloprid ựối với

các mẫu rầy ựược thu thập ở Trung Quốc, Ấn độ, Thái Lan, Indonesia, Việt Nam, Malaysia trong năm 2005 và 2006, kết quả nghiên cứu này cho thấy, trong 12 mẫu thu thập năm 2005, chỉ có 2 mẫu thu thập muộn nhất từ Ấn độ

ựã tăng tỷ lệ sống sót, trong khi các liều còn lại vẫn duy trì ựược tắnh mẫn cảm ựối với nhóm Imidacloprid Nhưng năm 2006, tất cả 13 mẫu thu thập ựã tăng tỷ lệ sống lên ựến 100 lần so với dòng mẫn cảm của chúng (Gorman và ctv, 2008) [28] điều này thể hiện rằng sự hình thành và phát triển tắnh kháng Imidacloprid của rầy nâu có khả năng hình thành và tăng lên trong một thời gian rất ngắn, thậm chắ chỉ trong vòng 1 năm

Theo Matsumura và ctv (2009) [46], năm 2003, sự phát triển kháng thuốc trừ sâu ựối với Neonicotinoid (chủ yếu là với Imidacloprid) của loài rầy

nâu Nilaparvata lugens Stal (Homoptera: Delphacidae), lần ựầu tiên ựược

phát hiện ở Thái Lan và từ ựó ựược tìm thấy ở các nước châu Á khác như Việt Nam, Trung Quốc, và Nhật Bản Tuy nhiên, giá trị LD50 của rầy nâu và rầy

lưng trắng Sogatella furcifera (Horvath), ựối với cả hai nhóm thuốc trừ sâu

neonicotinoid và phenylpyrazole (chủ yếu là Fipronil) ựã ựược công bố không ựáng kể ở nhiều nước châu Á

Các giá trị LD50 của Imidacloprid trong quần thể rầy nâu thu thập từ khu vực đông Á (Nhật Bản, Trung Quốc, đài Loan) và Việt Nam trong năm

2006 là cao hơn ựáng kể so với các giá trị ựã thu thập ựược từ Việt Nam trong những năm trước ựó Các quần thể rầy nâu có khả năng kháng chéo giữa Imidacloprid và Thiamethoxam Cũng theo báo cáo trên hầu như tất cả các quần rầy từ Nhật Bản, đài Loan, Trung Quốc, Việt Nam, và Philippines có giá trị LD50 rất lớn với nhóm Fipronil, tác giả cũng cho rằng mức ựộ kháng thuốc trừ sâu trong ựối với rầy nâu trắng ựối với nhóm fipronil xảy ra ở phạm

vi rộng ở các vùng trồng lúa đông và đông Nam châu Á

Theo L Fabellar and P Garcia (2010) [40], mặc dù thuốc trừ sâu sử

dụng ở Philippin tương ựối thấp so với các nước đông nam Á ựang phát triển khác là Thái Lan và Việt Nam nhưng các quần thể rầy nâu tại Philippin vẫn

có dấu hiệu suy giảm tắnh mẫn cảm ựáng lo ngại Các thử nghiệm ựược tiến hành ựánh giá chỉ số LD50 của 5 loại thuốc trừ sâu bao gồm Fipronil, Imidacloprid, BPMC, Chlorpyrifos, Isoprocarb ựối với 6 quần thể nằm phân

bố ựều trên các ựảo của Philippin cho thấy giá trị LD50 của các nhóm thuốc ở mức cao Cụ thể, giá trị LD50 của Fipronil ở 6 ựịa ựiểm nghiên cứu dao ựộng

từ (93,18 - 243,51 ộg/g); LD50 của Imidacloprid (24,45 - 245,39 ộg/g); LD50của BPMC (2146,26 - 28540,58 ộg/g); LD50 của Chlorpyrifos (5676,60 - 15233,75 ộg/g); LD50 của Isoprocarb (907,86 - 3295,38 ộg/g)

Công trình nghiên cứu so sánh giá trị LD50 nhóm thuốc BPMC, nhóm thuốc ựược sử dụng rất phổ biến dùng ựể kiểm soát rầy nâu tại 4 quốc gia khác nhau là Thái Lan, Việt Nam, Trung Quốc và Philippin trong nhiều năm qua của L Fabellar, P Garcia và ctv [41] Theo ựó, mặc dù chúng vẫn duy trì ựược hiệu quả một cách tương ựối tuy nhiên việc sử dụng liên tục trong một thời gian dài làm tăng nhanh giá trị LD50 của các nhóm thuốc này Theo kết quả nghiên cứu trên thì các quần thể rầy nâu của Philippin có giá trị LD 50

thấp nhất trong 4 nước Cụ thể LD50 của Philippin (0,835 - 4,877 ộg/g); LD50

của Thái Lan (1,418 - 1,904 ộg/g); LD50 của Việt Nam (25,450 - 30,436 ộg/g); LD50 của Trung Quốc (12,848 - 44,792ộg/g) Như vậy, trong các quần thể rầy nâu ở 4 nước nghiên cứu chỉ có quần thể rầy nâu của Thái Lan vẫn duy trì ở mức mẫn cảm Giá trị LD50 của hai quần thể rầy nâu tại Việt Nam và Trung Quốc có giá trị tương ựối lớn và rất ựáng quan tâm

Do ựặc tắnh di trú mạnh của các quần thể rầy nâu với số lượng lớn và quãng di chuyển dài nên việc theo dõi về hướng di trú và xuất xứ rầy nâu di trú rất quan trọng trong việc theo dõi và quản lý tắnh kháng thuốc trừ sâu ựối với các nước trồng lúa trong khu vực Nguồn rầy nâu di trú ựến Nhật Bản

ñược xác ñịnh có xuất xứ từ miền Bắc Việt Nam và từ miền Nam Trung Quốc [47] ðây cũng là nguyên nhân quan trọng gây nên tình trạng nghiêm trọng thêm vấn ñề kiểm soát tính kháng thuốc do có sự tương ñồng về sử dụng cùng loại hoạt chất trong trừ rầy của các nước có rầy di trú lẫn nhau Hiện nay, hoạt chất Fipronil ñược sử dụng rất phổ biến ở các nước trồng lúa như Nhật Bản, Trung Quốc và Việt Nam Nếu có sự di trú của các quần thể rầy nâu từ nước này sang nước khác với các quần thể rầy có mang theo nguồn gen kháng sẽ gây nên các hiện tượng cộng hưởng và làm tăng nhanh chóng thêm tính kháng thuốc

Matsumura (2009) [47], ñã tiến hành theo dõi các quần thể rầy di trú ñến từ Trung Quốc và Việt Nam ñối với 9 nhóm thuốc chủ yếu là (Malathion, Fenitrothion, MIPC, BPMC, Carbaryl, Imidacloprid, Etophenplox, Dinotefuran và Fipronil) Giá trị LD50 ñược so sánh với các quần thể rầy ñược thu thập vào năm 1999-2001 tại Nhật Bản bởi Nagata và ctv (2002) và Nagata, Kamimuro (2002) [50] [51] Theo kết quả ñó nhóm Imidacloprid tăng lên gấp 10 lần, còn các nhóm thuốc khác có sự tăng lên không ñáng nghiêm trọng ñến 2005 (Matsumura và ctv (2005), tài liệu chưa công bố)

2.5 Tình hình nghiên cứu về rầy nâu ở Việt Nam

Trong một vài năm qua, rầy nâu trở thành dịch hại ñược ñánh giá quan trọng nhất trên cây lúa bởi khả năng gây hại trực tiếp và gián tiếp ðể phòng trừ rầy nâu hiện nay biện pháp chính vẫn là sử dụng thuốc BVTV Trong danh mục thuốc BVTV ñược ñăng ký trừ rầy hiện nay ở Việt Nam có tới 36 loại hoạt chất

và hơn 250 tên thuốc thương mại [4] và vẫn còn tăng lên theo từng năm

Dùng thuốc không ñúng kỹ thuật hay quá lạm dụng thuốc sẽ gây nên hậu quả khôn lường, tạo ra tình trạng kháng thuốc của các ñối tượng dịch hại [55], sự bùng phát số lượng hay thúc ñẩy một ñối tượng dịch hại thứ yếu trở thành dịch hại chủ yếu (Parrella, 1996) [53], (Weintraub and Rami Horowitz

1999) [59]

Nguyên nhân gây nên hiện tượng cháy rầy ñều xuất phát từ các lý do chủ yếu sau: tăng tỷ lệ sử dụng giống lúa lai, chỉ sử dụng một vài giống lúa trên khu vực rộng lớn trong nhiều năm liên tục; Bón dư thừa phân ñạm, có nơi bón quá 200 kg N/ha; Phun thuốc ñịnh kỳ (5 - 7 lần trên vụ), phun nhiều lần (10 lần/vụ) bằng một số thuốc có hoạt chất như: imidacloprid, fipronil, chlorpyrifos, permethrin, thiamethoxam, chlorpiryfos + BPMC, lân hữu cơ;

và do rầy nâu di trú [6]

Ở Việt Nam hiện nay, sự bùng phát rầy nâu ngày càng nghiêm trọng cả

về tần xuất và diện tích Năm 2000 ở miền Bắc có 208.000 ha bị nhiễm trong

ñó có 66.000 bị nhiễm nặng [15] Ở miền Nam trong 2 năm 1999 và 2000 diện tích bị nhiễm rầy tương ứng là 340.000 và 380.000 ha [17] Năm 2010 tổng diện tích nhiễm rầy cả 2 vụ là 532.936,9 ha cao hơn 1,6 lần; diện tích nhiễm nặng cao hơn xấp xỉ 2,9 lần; diện tích mất trắng cao hơn xấp xỉ 1,5 lần

so với năm 2009 [16]

Hiện tượng tái phát dịch hại (pest resurgence) sau khi dùng thuốc hóa học ñược quan sát ñối với rầy nâu vào những năm 50 của thế kỷ trước Thuốc hóa học (ñặc biệt là các thuốc có ñộ ñộc cao) làm giảm nhanh số lượng lớn mật ñộ sâu hại, nhưng chỉ sau một thời gian ngắn, loài sâu này lại phát sinh một ñợt mới với mật ñộ cao hơn trước, gây hại nặng nề hơn trước Người ta ñối phó với tình trạng này bằng cách tăng liều lượng và tần số dùng thuốc Những biện pháp trên làm cho tần số và cường ñộ tái phát càng tăng (Lê Trường, 1985) [10]

N.H Huan, H.V Chien and M.M Escalada, K.L Heong, (2009) [44], tiến hành ñiều tra sự thay ñổi phương thức quản lý dịch hại trên cây lúa ở vùng ðồng bằng sông Mekong Việt Nam với hai ñối tượng chính là sâu ñục thân và các loài rầy hại lúa (mà trong ñó chủ yếu là rầy nâu) Theo kết quả

ñiều tra trong 2 năm 2006 và 2007, có 60 - 88% nông dân ñược ñiều tra coi

các loại rầy là dịch hại nguy hiểm nhất trên cây lúa ðiều này trái ngược hẳn

so với chục năm trước ñó, loài các loài rầy hại lúa chỉ là loài dịch hại thứ yếu

Cũng theo kết quả ñiều tra trên, sự thay ñổi các nhóm thuốc chính ñược sử

dụng kiểm soát rầy trên lúa trong 2 giai ñoạn năm 1992 và năm 2007 ñược

trình bày bảng dưới

Lý do cho sự thay ñổi các nhóm thuốc này ngoài các yếu tố môi trường

thì lý do quan trọng ñó là sự suy giảm tính mẫn cảm thuốc Hiệu lực trong

việc kiểm soát rầy không ñạt hiệu quả nên nông dân chuyển sang sử dụng các

loại thuốc thế hệ mới với hiệu lực cao hơn và giảm ô nhiễm môi trường

Bảng 2.1: Các nhóm thuốc chính ñược sử dụng ở ðồng bằng sông

Mekong trong các năm 1992 và 2007

Tỷ lệ (%) Nhóm thuốc

(dẫn theo M.M Escalada, K.L Heong, N.H Huan, and H.V Chien)

Ở Việt Nam, nghiên cứu tính kháng thuốc trừ sâu hại cây trồng nói

chung còn ít ñược quan tâm Từ những năm 80 của thế kỷ trước ñến nay chỉ

có một nghiên cứu ñược công bố liên quan ñến tính kháng thuốc của rầy nâu

Tuy nhiên, nghiên cứu này cũng không ñi chuyên sâu cả về phạm vi nghiên cứu và chủng loại thuốc nghiên cứu Tác giả Nguyễn Thị Me (2001) [8] so sánh giá trị LD50 năm 2001 với năm 1987 của một số thuốc thấy giá trị LD50

của MIPC ở Thái Bình tăng lên 12 lần, Carbofuran tăng 7,3 lần

Một nghiên cứu tương ñối ñầy ñủ về các nhóm thuốc trừ rầy nâu trên cây lúa tại 2 vùng ñồng bằng lớn nhất tại Việt Nam bao gồm các nhóm BPMC, Imidacloprid, Fipronil và Thiamethoxam ñược công bố bởi tác giả Matsumura và ctv (2008) [48] Theo sự công bố này các giá trị LD50 ñối với các quần thể ñược công bố rất cụ thể và ñầy ñủ dưới bảng sau

Bảng 2.2: Giá trị LD 50 và giá trị giới hạn 95% tại Việt Nam năm 2006

Giá trị LD50 (µg/g) và giá trị giới hạn 95%

9,2 (6,3 - 13,4)

0,13 (0,10 - 0,15)

1,52 (1,28 - 1,81)

An Lão,

Hải Phòng

18,40 (15,50-21,70)

5,9 (4,3 - 8,1)

0,15 (0,13 - 0,19)

1,39 (1,11 - 1,75) Long ðịnh,

Tiền Giang

26,00 (22,30-30,40)

24,2 (17,1 - 35,1)

0,37 (0,23 - 0,64)

1,88 (1,46 - 2,34) Hòa Ninh,

Tiền Giang

32,30 (27,60-37,70)

16,3 (11,9 - 22,6)

0,65 (0,43 - 1,18)

1,30 (1,05 -1,65)

Ghi chú: Tất cả các giá trị LD50 ñược xác ñịnh 24h sau khi xử lý

Như vậy giá trị LD50 của các quần thể rầy nâu khu vực ðồng bằng sông Cửu Long cao hơn ñáng kể giá trị LD50 của các quần thể rầy nâu ðồng bằng sông Hồng khi so sánh 3 hoạt chất BPMC, Fipronil và Imidacloprid Ngoại trừ hoạt chất Thiamethoxam (hoạt chất mới ñược ñưa vào sử dụng ở cả 2 khu

vực) có giá trị tương ựối cân bằng ở 2 vùng Khu vực ựồng bằng sông Cửu Long với diện tắch canh tác lâu ựời và ựặc biệt ựa số là các diện tắch canh tác

3 vụ lúa/năm (phắa Bắc 2 vụ lúa/năm) Với diện tắch lớn và trình ựộ thâm canh cao do ựó việc sử dụng liên tục thuốc BVTV trong phòng trừ sâu hại là ựiều không tránh khỏi có thể ựây là lý do khiến cho tắnh mẫn cảm thuốc trừ sâu của các quần thể rầy phắa Nam suy giảm hơn phắa Bắc

Nghiên cứu của tác giả Lương Minh Châu [3] ựể trừ rầy ựạt hiệu quả tốt khi dùng các hoạt chất Imidacloprid, Fipronil, Buprofezin và Etofenprox cần phải tăng liều lượng lên so với liều khuyến cáo

Theo Ngô Thanh Trà (2008) [12] giá trị LD50 của một số hoạt chất trừ rầy nâu ở Tiền Giang rất cao như LD50 của Fenobucarb là (912,9 - 6125,2 ộg/g), của Fipronil từ (38,1 - 83,4 ộg/g), của Imidacloprid là (384,3 - 405,6 ộg/g) Nếu so sánh với các kết quả công bố năm 2006 của Matsumura, các giá trị LD50 của các hoat chất Fenobucarb, Fipronil và Imidacloprid ựã tăng lên hàng trăm lần

Khảo sát mới ựây của Sở Khoa học nông nghiệp tỉnh Bình định kết hợp với Trung tâm Bảo vệ thực vật phắa Nam trong vụ đông - Xuân 2008 -

2009 [13] cho thấy khả năng chống chịu của rầy nâu với thuốc hóa học là khá cao Kết quả nghiên cứu ựối với 4 nhóm thuốc chắnh là Imidacloprid, Buprofezin, Fenobucarb và Fipronil cho biết với hoạt chất Fenobucarb khi nồng ựộ thắ nghiệm là 225 ppm thì tỷ lệ rầy chết ở 24 giờ chỉ ựạt 68,88% (hiệu lực 65,84%) và ở 48 giờ sau xử lý là 75,77% (hiệu lực 68,56%)

Nguyễn Phạm Hùng (2009) [7] ựã ựánh giá mức ựộ mẫn cảm của rầy nâu ựối với 3 nhóm thuốc ựược sử dụng phổ biến nhất hiện nay là Imidacloprid, Fipronil và Fenobucarb tại Hà Tây (cũ), Vĩnh Phúc và Nam định Kết quả cho thấy giá trị LD50 của Fenobucarb của các quần thể dao ựộng (7,316 - 11,078 ộg/g), tương ứng với giá trị Ri từ (13,47 - 29,31) Giá trị

LD50 của Imidacloprid của các quần thể dao ựộng (0,017 - 0,236 ộg/g), tương ứng với giá trị Ri từ (3,970 - 7,730) Giá trị LD50 của Fipronil của các quần

thể dao ñộng (0,106 - 0,513 µg/g), tương ứng với giá trị Ri từ (1,115 - 5,400)

Lê Thế Anh (2009) [1], ñã tiến hành theo dõi mức ñộ mẫn cảm của rầy nâu ñối với 3 nhóm thuốc Imidacloprid, Fipronil và Fenobucarb tại Hà Nội, Bắc Giang và Thái Bình Kết quả cho thấy giá trị LD50 của Fenobucarb của các quần thể dao ñộng (0,616 - 7,316 µg/g), tương ứng với giá trị Ri từ (1,63 - 19,35) Giá trị LD50 của Imidacloprid của các quần thể dao ñộng (0,135 - 0,456 µg/g), tương ứng với giá trị Ri từ (4,00 - 13,41).Giá trị LD50 của Fipronil của các quần thể dao ñộng (0,056 - 0,513 µg/g), tương ứng với giá trị Ri từ (0,59 - 5,40)

3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 địa ựiểm và thời gian nghiên cứu

3.1.1 địa ựiểm

- Trung tâm Bảo vệ thực vật phắa Bắc - Văn Lâm, Hưng Yên

- Trung tâm Kiểm ựịnh và Khảo nghiệm thuốc BVTV phắa Bắc - Cục Bảo vệ thực vật

- Các ựịa ựiểm nghiên cứu

+ xã đông Hoàng - huyện đông Hưng - tỉnh Thái Bình

+ xã Tống San - huyện Phù Cừ - tỉnh Hưng Yên

+ xã Chân Mộng - huyện đoan Hùng - tỉnh Phú Thọ

3.1.2 Thời gian

đề tài ựược thực hiện từ tháng 6/2010 ựến tháng 12/2010

3.2 đối tượng, vật liệu và dụng cụ nghiên cứu

3.2.1 đối tượng nghiên cứu

- Rầy nâu Nilaparvata lugens Stal ựược thu thập từ các quần thể rầy

nâu cần nghiên cứu

- Dòng rầy nâu mẫn cảm Nhật Bản (ựược nhân nuôi từ năm 2007 tại Viện BVTV)

3.2.2 Vật liệu, dụng cụ nghiên cứu

Các giống lúa: là dòng chuẩn không có gen kháng rầy và sử dụng phổ biến và ở miền Bắc nước ta: Giống Nếp 98, Nhị ưu 63

Dụng cụ thu thập mẫu: ống hút rầy, ựược thiết kế chuyên dùng cho hút rầy ở ngoài ựồng ruộng cũng như trong phòng thắ nghiệm, lồng lưới nuôi rầy

bao gồm cả khay gieo lúa ñể khi thu thập rầy có sẵn nguồn thức ăn

Dụng cụ nhân nuôi côn trùng: Nhà lưới, lồng lưới bao gồm lồng to có kích thước (60 x 60 x 120) cm, các lồng lưới nhỏ có kích thước (40 x 40 x 60)

cm, (30 x 30 x 30) cm, khay gieo mạ, giá thể, ống tuýp, ñiều hòa nhiệt ñộ, các dụng cụ ño nhiệt ñộ, ñộ ẩm v.v

Hình 3.1: Khu nhân nuôi rầy

Dụng cụ thử tính kháng thuốc: Bộ micropipettes các loại có thể hút chính xác tới 10 µl, lọ thủy tinh, bình CO2 (SGA) ñể gây mê rầy trưởng thành, ñĩa petri, bút lông, hộp nhựa (ñược thiết kế thoáng khí ñể có thể nuôi ñược rầy nâu sau khi xử lý thuốc tối thiểu 1 ngày), kính lúp cầm tay v.v

Thiết bị dùng ñể thử tính kháng: Máy nhỏ giọt Microsyrine

Hình 3.2: Máy nhỏ giọt Microsyrine

Dụng cụ phục vụ cho thiết kế và ñiều tra thí nghiệm ngoài ñồng ruộng: Khay tráng dầu, ống hút, dây, cọc tre, bình bơm 16 lít, cốc ñong, bô can thủy tinh và một số dụng cụ ñể pha thuốc trừ sâu có ñộ chính xác cao

Cân phân tích: Cân phân tích Mettler toledo AG 245 (có ñộ chính xác ñến 10-5), dùng cân trọng lượng rầy và cân thuốc thử nghiệm

3.2.3 Hóa chất nghiên cứu

Các hoạt chất thuốc thử nghiệm tính kháng của rầy nâu ở trong phòng thí nghiệm là dạng thuốc kỹ thuật có ñộ tinh khiết > 95% Bao gồm 3 thuốc

kỹ thuật sau:

+ Fenobucarb dạng kỹ thuật 98% Thuốc thuộc nhóm ñộc II (WHO), thuộc

nhóm Carbamate, thuốc tác dụng ức chế enzim Cholinesterase trong hệ thần kinh côn trùng Thuốc có tác dụng tiếp xúc và vị ñộc, diệt trừ sâu có miệng chích hút [11]

+ Fipronil dạng kỹ thuật là 95% Thuốc thuộc nhóm ñộc II (WHO), thuộc

nhóm Phenylpyrazole Thuốc ức chế hoạt ñộng của GABA (Gamma Amino Butyric Axit) một amino axit có trong hệ thần kinh trung ương, nhất là trong não Amino axit này hoạt ñộng như một chất ức chế dẫn truyền thần kinh Thuốc có tác dụng tiếp xúc và vị ñộc [11]

+ Imidacloprid dạng kỹ thuật 97% Thuốc thuộc nhóm ñộc III (WHO), thuộc

nhóm Neonicotinoid Trong cơ thể côn trùng thuốc không bị phân ly, dễ dàng xâm nhập vào hệ thần kinh trung ương; tác ñộng như một chất ñối kháng bằng cách gắn với những thụ quan nicotenic sau khớp thần kinh trong hệ thần kinh trung ương côn trùng Thuốc trừ sâu nội hấp, có tác ñộng tiếp xúc và vị ñộc [11]

Hóa chất ñược sử dụng trong thí nghiệm pha loãng nồng ñộ các thuốc

kỹ thuật dùng cho thử nghiệm: Acetone (CH3OH) do Merck (ðức) sản xuất

và 3 hoạt chất có ñộ tinh khiết > 95% ñể thử nghiệm tính kháng

Các thuốc ñược sử dụng trong thử nghiệm trên ñồng ruộng bao gồm các thuốc sau:

- Conphai 10WP chứa 100 g hoạt chất Imidacloprid/1kg thương mại

- Bassa 50 EC: chứa 500 g hoạt chất Fenobucarb/llít thương mại

- Regent 800 WG: chứa 800 g hoạt chất Fipronil/ 1kg thương mại

- Virtako 40WG (chlorantraniliprole 200g/kg + Thiamethoxam 200g/kg)

- Applaud 25 SC (Buprofezin 250g/l thương mại)

3.3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Nội dung nghiên cứu

- ðiều tra tình hình sử dụng thuốc trừ sâu trên lúa tại 3 tỉnh Thái Bình, Hưng Yên, Phú Thọ, mỗi tỉnh ñiều tra tại 1 xã của 1 huyện mà tại ñó rầy nâu gây hại phổ biến

- ðiều tra diễn biến mật ñộ rầy nâu tại các ñịa ñiểm thuộc 3 tỉnh Thái Bình, Hưng Yên, Phú Thọ

- Xác ñịnh tính mẫn cảm của rầy nâu ñối với 3 hoạt chất Fenobucarb, Fipronil và Imidacloprid tại 3 vùng của 3 tỉnh Thái Bình, Hưng Yên, Phú Thọ

- Thử nghiệm hiệu lực trên ñồng ruộng 5 loại thuốc thương mại ñang ñược dùng trừ rầy nâu tại ñịa ñiểm nghiên cứu thuộc 3 tỉnh Thái Bình, Hưng Yên, Phú Thọ

3.3.2 Phương pháp nghiên cứu

3.3.2.1 Phương pháp nghiên cứu ngoài ñồng

- ðiều tra diễn biến mật ñộ của rầy nâu trên cây lúa ñược tiến hành theo phương pháp của Viện Bảo vệ thực vật [19] bằng khay có tráng dầu Khay có kích thước 20x20x5 cm làm bằng inox có láng một lớp dầu Khi ñiều tra nghiêng khay 1 góc 450 theo thân cây lúa gần sát măt nước, tiến hành ñập 2

ñập vào thân khóm lúa cho rầy rơi vào khay, sau ñó ñếm trực tiếp nếu mật ñộ hoặc ñổ vào lọ ñem về phòng thí nghiệm ñếm số lượng và phân loại tuổi rầy Tổng số rầy bắt ñược

Mật ñộ (con/khay/khóm) = -

Tổng số khay/khóm ñiều tra

- Thu thập mẫu ñược tiến hành theo phương pháp của Viện lúa quốc tế (IRRI) dùng ống hút bằng miệng, 1 ñầu ống hút rầy vào ống truyền vào ống thủy tinh to ở giữa chứa rầy Sau ñó rầy ñược chuyển vào hộp có kích thước (30 x 30 x 30) cm có khay lúa ñể có thể nuôi sống rầy trong thời gian dài và

ñẻ trứng

Hình 3.3: Thu mẫu trên ñồng ruộng

- Phương pháp ñiều tra tình hình sử dụng thuốc trừ sâu trên lúa bằng phỏng vấn trực tiếp nông dân dựa trên mẫu các câu hỏi có sẵn nhằm thu thập các thông tin chính sau: (chi tiết xem phụ lục)

+ Loại thuốc BVTV nông dân ñã và ñang thường sử dụng trên ruộng lúa của họ

+ Liều lượng của từng loại thuốc BVTV

+ Phương pháp sử dụng thuốc BVTV của nông dân

+ Tần suất sử dụng thuốc BVTV trên ñồng ruộng

+ Số lần phun thuốc trong một vụ

Phương pháp ñánh giá hiệu lực của thuốc ñối với rầy nâu

- Phương pháp ñánh giá hiệu lực của 5 thuốc thương mại trừ rầy nâu ngoài ñồng ruộng ñược tiến hành theo tiêu chuẩn 10 TCN 143 - 1990 về Quy phạm khảo nghiệm trên ñồng ruộng hiệu lực phòng trừ các loại rầy trên thân lúa của các thuốc trừ sâu

- Phương pháp bố trí:

- Thí nghiệm diện hẹp, các ô ñược bố trí theo khối ngẫu nhiên ñầy ñủ RCB

- Diện tích ô công thức: 50 m2 Nhắc lại: 03 lần

+ Công thức thí nghiệm

(Chlorantraniliprole + Thiamethoxam)

75 (gam/ha)

- Thuốc ñược phun khi mật ñộ rầy nâu ña số rầy cám khoảng 20 - 40 con/khóm

- Lượng nước thuốc: 500 l/ha

- Dụng cụ : Bình bơm tay ñeo vai

3.3.3.2 Phương pháp nghiên cứu trong phòng

Xác ñịnh tính mẫn cảm của rầy nâu qua việc xác ñịnh LD50 và LD95: Phương pháp xác ñịnh LD50 và LD95: Sử dụng phương pháp nhỏ giọt của Matsumura (Matsumura 2009) [43][46] Việc ñánh giá tiến hành trên rầy trưởng thành cái cánh dài từ thế hệ thứ nhất ñến thế hệ thứ năm Mỗi thí nghiệm ñược nhắc lại 03 lần với 45 cá thể/nồng ñộ thí nghiệm

Sử dụng phương pháp nhỏ giọt, trong phương pháp nhỏ giọt thì rầy trưởng thành sẽ ñược gây mê bằng khí CO2 sau ñó sẽ ñược nhỏ thuốc vào lưng bằng máy nhỏ giọt

Pha các nồng ñộ thí nghiệm: Các thuốc kỹ thuật ñược hòa tan trong Aceton ñể làm dung dịch mẹ và từ ñó ñược hòa loãng thành các thang nồng

ñộ cần dùng cho từng thí nghiệm Vì các thuốc kỹ thuật không ñạt ñộ tinh khiết tuyệt ñối nên ñược hiệu chỉnh theo hệ số CF ñể thuốc ñạt 100% hoạt chất

Hệ số CF ñược hiệu chỉnh theo công thức [43]

100%

CF =

% a.i thuốc kỹ thuật

Các giai ñoạn thí nghiệm:

- Chuẩn bị mạ: mạ 15 ngày tuổi ñược dùng cho thí nghiệm

Hình 3.4: Chuẩn bị cây lúa thí nghiệm

- Hút 15 con rầy cái trưởng thành cánh dài sau 2 ngày tuổi cho vào ống tuýp có tấm lưới nilon xâm thủng lỗ ñể thông hơi

Hình 3.5: Chọn lựa và gây mê rầy