Nghiên cứu tính mẫn cảm của rầy nâu (nilaparvata lugens stal) ở một số tỉnh vùng đồng bằng sông hồng với một số loại thuốc trừ sâu hiện đang được sử dụng phổ biến năm 2009

luận văn thạc sĩ, tiến sĩ, cao học, luận văn

Bộ giáo dục và đào tạo trường đại học nông nghiệp hà nội

-


 -

NGUYễN PHạM HùNG

Nghiên cứu tính mẫn cảm của rầy nâu

(Nilaparvata lugens Stal) ở một số tỉnh vùng đồng bằng sông Hồng với một số loại thuốc trừ sâu hiện đang được sử dụng phổ biến năm 2009

Luận văn thạc sĩ nông nghiệp

Chuyên ngành: bảo vệ thực vật Mã số: 60.62.10

Người hướng dẫn khoa học: TS TàO MINH TUấN

Hà Nội - 2009

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan rằng:

Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực, ch−a đ−ợc

sử dụng và công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác

Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đ5 đ−ợc cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đ−ợc chỉ rõ nguồn gốc

Lời cảm ơn

Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đ5 nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè và gia đình

Với tất cả tấm lòng mình, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới TS Tào Minh Tuấn, người đ5 dành cho tôi sự chỉ dẫn và giúp đỡ tận tình trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu hoàn thành đề tài

Tôi xin bày tỏ lòng biến ơn chân thành tới các thầy cô giáo bộ môn Bệnh cây Nông Dược - Khoa Nông học và Khoa sau đại học-Trường đại học Nông nghiệp I đ5 có sự giúp đỡ quí báu trong quá trình học tập và thực hiện đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn TS Lê Thị Kim Oanh, Th.S Nguyễn Thị Ngọc, Th.S Nguyễn Thị Thu Hằng, KS Hà Minh Thành, và các đồng nghiệp

đ5 giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn Cục Bảo vệ thực vật, Trung tâm Kiểm định và Khảo nghiệm thuốc BVTV phía Bắc đ5 giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi thực hiện đề tài

Tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ của các đồng chí l5nh đạo địa phương và bà con nông dân nơi tôi tiến hành các thí nghiệm nghiên cứu

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn của mình đến tất cả các bạn bè, người thân và gia đình đ5 luôn động viên và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành công việc nghiên cứu của mình

Hà Nội, ngày tháng năm 2009

Học viên Nguyễn Phạm Hùng

Mục lục

4.1.1 Diễn biến mật độ rầy nâu tại Quất Lưu – Bình Xuyên – Vĩnh

4.1.3 Diễn biến mật độ rầy nâu tại Tô Hiệu – Thường Tín – Hà Nội 38

4.2.1 Chủng loại và hoạt chất thuốc trừ sâu đ−ợc nông dân sử dụng trừ

4.2.2 Các nhóm thuốc trừ sâu chủ yếu đ−ợc nông dân sử dụng trừ sâu ở

4.2.4 Số lần phun thuốc trừ sâu trên lúa và khoảng cách giữa hai lần

4.3 Mức độ mẫn cảm của rầy nâu đối với một số hoạt chất thuốc trừ sâu 464.3.1 Kết quả đánh giá mức độ mẫn cảm với hoạt chất Imidacloprid

4.3.2 Kết quả đánh giá mức độ mẫn cảm với hoạt chất Fipronil của rầy

4.3.3 Kết quả đánh giá mức độ mẫn cảm với hoạt chất Fenobucarb của

4.4 Đánh giá hiệu lực phòng trừ rầy nâu của các thuốc thí nghiệm

Danh môc c¸c ch÷ viÕt t¾t

AChE Acetylcholin esterase

PTNT Ph¸t triÓn N«ng th«n

Danh mục bảng

2.1 Các lứa rầy nâu phát sinh trong 2 năm 1981 và 1982 tại Hà Nội 54.1 Diễn biến mật độ rầy nâu tại Quất Lưu - Bình Xuyên - Vĩnh Phúc 364.2 Diễn biến mật độ rầy nâu tại Nghĩa Tân - Nghĩa Hưng – Nam Định 374.3 Diễn biến mật độ rầy nâu tại Tô Hiệu – Thường Tín – Hà Nội 384.4 Số loại thuốc thương phẩm và số loại hoạt chất thuốc trừ sâu trên

lúa đ5 được nông dân sử dụng tại Quất Lưu, Tô Hiệu, Nghĩa

4.5 Các nhóm thuốc trừ sâu trên lúa được nông dân tại Quất Lưu, Tô

4.6 Tỷ lệ % hộ nông dân sử dụng thuốc trừ sâu dưới dạng hỗn hợp và

4.11 Hiệu lực phòng trừ rầy nâu hại lúa của 3 loại thuốc thí nghiệm tại

4.12 Hiệu lực phòng trừ rầy nâu hại lúa của 3 loại thuốc thí nghiệm tại

4.13 Hiệu lực phòng trừ rầy nâu hại lúa của 3 loại thuốc thí nghiệm tại

Danh mục đồ thị

1 Diễn biến mật độ rầy nâu trên đồng ruộng ở 3 địa điểm nghiên cứu 39

2 Giá trị Ri của 3 loại hoạt chất thí nghiệm ở 3 quần thể rầy nâu

7 Các quần thể rầy nâu tự nhiên đ−ợc cách ly với nhau bằng các

1 Mở đầu

1.1 Đặt vấn đề

Vấn đề an ninh lương thực hiện đang được nhiều nước trên thế giới trong đó có Việt nam đặt lên hàng đầu ở nước ta trong các cây lương thực, cây lúa có một vị trí quan trọng nhất góp phần đảm bảo an ninh lượng thực quốc gia

Theo thống kê sơ bộ năm 2008 sản lượng lúa ở Việt Nam đạt khoảng

38 triệu tấn (theo số liệu của Cục thống kê) Để đạt được sản lượng này nhiều tiến bộ khoa học trong thâm canh cây lúa đ5 được áp dụng, tuy nhiên việc thâm canh, tăng vụ tại các vùng trồng lúa trọng điểm đ5 tạo điều kiện cho các loại dịch hại trên cây lúa phát triển và bùng phát thành dịch Trong các loại dịch hại gây hại nghiêm trọng trên lúa, rầy nâu Nilaparvata lugens Stal là một

đối tượng dễ bùng phát thành dịch gây hại trực tiếp và đồng thời còn là tác nhân truyền các bệnh vàng lùn và lùn xoắn lá cho cây lúa

Để phòng trừ rầy nâu hại lúa biện pháp chính vẫn là sử dụng các loại thuốc BVTV Hiện nay trong Danh mục thuốc BVTV được phép sử dụng ở Việt nam đ5 có 36 loại hoạt chất với 249 tên thương phẩm thuốc BVTV có hoạt chất dưới dạng đơn hay hỗn hợp được đăng ký với mục đích trừ rầy nâu, trong số đó có những chất có lịch sử được sử dụng phòng trừ rầy nâu trên 30 năm và hiện nay vẫn được sử dụng như Fenobucarb, Dimethoate; Isoprocarb Trong thực tế sản xuất đ5 xuất hiện việc nông dân phải dùng liều cao hơn khuyến cáo để đạt được hiệu quả phòng trừ rầy nâu Chính vì vậy việc tiến hành đánh giá mức độ mẫn cảm của rầy nâu đối với một số loại thuốc hiện đang được nông dân dùng là cần thiết để bước đầu có những cơ sở dẫn liệu trong việc quản lý tính kháng của rầy nâu với một số thuốc trừ sâu cũng như việc quản lý việc sử dụng thuốc sao cho hiệu quả và an toàn

Nhằm góp phần giải quyết vấn đề này chúng tôi đ5 chọn thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tính mẫn cảm của rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal) ở một số tỉnh vùng đồng bằng sông Hồng với một số loại thuốc trừ sâu hiện

đang được sử dụng phổ biến năm 2009 ”

1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài

1.2.1 Mục đích của đề tài

Xác định mức độ mẫn cảm của rầy nâu với 3 loại hoạt chất thuốc trừ sâu là: Fenobucarb, Fipronil và Imidacloprid ở một số quần thể rầy nâu thuộc các tỉnh Nam Định, Hà Nội và Vĩnh Phúc

1.2.2 Yêu cầu của đề tài

Điều tra diễn biến mật độ quần thể rầy nâu ở các địa điểm nghiên cứu

Điều tra tình hình sử dụng thuốc trừ sâu trên lúa của nông dân ở các địa phương nghiên cứu

Xác định mức độ mẫn cảm của rầy nâu với 3 loại hoạt chất thuốc trừ sâu là: Fenobucarb, Fipronil và Imidacloprid ở một số quần thể rầy nâu thuộc các tỉnh Nam Định, Hà Nội và Vĩnh Phúc

Xác định hiệu lực của các thuốc trừ sâu có hoạt chất Fenobucarb, Fipronil và Imidacloprid ngoài đồng ruộng ở các địa điểm nghiên cứu

2 Tổng quan tài liệu nghiên cứu trong nước

và ngoài nước

2.1 Cơ sở khoa học của đề tài

Từ những năm 50 – 60 của thế kỷ 20 đến những năm đầu của thế kỷ 21 rầy nâu Nilaparvata lugens trở thành một trong những loài sâu hại chủ yếu trên đồng ruộng ở Việt Nam Tại nhiều nước ở Châu á trong đó có Việt Nam, thuốc trừ sâu hóa học là biện pháp hữu hiệu nhất để phòng trừ rầy nâu Tuy nhiên do việc sử dụng thuốc hóa học thường xuyên, liên tục và quá liều lượng

sử dụng đ5 làm cho hiệu lực phòng trừ ngoài đồng ruộng của các thuốc trừ rầy

có biểu hiện kém hiệu lực

Nghiên cứu thực trạng sử dụng thuốc trừ sâu trên lúa và những tác động của chúng đối với rầy nâu sao cho việc phòng trừ an toàn hiệu quả nhằm hạn chế những ảnh hưởng bất lợi của chúng tới môi trường và con người là đòi hỏi thực tế trước mắt và lâu dài Chính vì vậy được sự đồng ý của trường Đại học NN1 - Hà Nội chúng tôi đ5 tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu tính mẫn cảm của rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal) ở một số tỉnh vùng đồng bằng sông Hồng với một số loại thuốc trừ sâu hiện đang được sử dụng phổ biến năm 2009 ”

2.2 Các nghiên cứu về rầy nâu

2.2.1 Đặc điểm sinh học, sinh thái học của rầy nâu

Rầy nâu hay còn được gọi là muội nâu có tên khoa học là Nilaparvata lugens Stal, thuộc giống Nilaparvata, thuộc họ muội bay Delphacidae, bộ nhỏ Fulgoromorpha, bộ phụ Auchenorrhynacha bộ cánh đều Homoptera

Rầy nâu Nilaparvata lugens gây hại trên lúa đ5 được tìm ra ở Hàn Quốc năm thứ 18 sau Công nguyên, còn ở Nhật Bản là năm 697 (O Mochida and T Okada 1979) [51] Rầy nâu được Stal đặt tên đầu tiên vào năm 1854 là Delphax lugens Stal Sau đó được đổi tên thành Nilaparvata bởi Muir và

Giffard năm 1924 Rầy nâu phân bố chủ yếu ở nhiều nước phía Đông á và một số đảo thuộc Thái Bình Dương

Rầy nâu sinh sống chủ yếu trên cây lúa (Oryza sativa L.), nhưng ngoài

ra chúng còn phát triển trên 1 số giống lúa dại và cỏ môi Leersia hexandra

Một vòng đời của rầy nâu dài hay ngắn còn phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường, nếu nhiệt độ 25oC thì vòng đời của rầy nâu khoảng 28 – 32 ngày còn nhiệt độ 28oC thì khoảng 23 – 25 ngày Tại vùng nhiệt đới thì khoảng thời gian của 1 vụ lúa kéo dài từ 78 – 230 ngày tùy thuộc vào từng loại giống, Trong 1 vụ lúa thì rầy nâu có thể có từ 2 - 8 lứa chẳng hạn như ở miền Nam của Nhật Bản thì rầy nâu có 5 lứa trong 1 vụ, còn ở Trung Quốc là 5 hoặc 6 lứa, trong khi đó ở Indonesia có từ 4 đến 5 lứa (O Mochida and T Okada 1979) [51] Tuy nhiên tùy thuộc vào địa hình mà số lứa rầy trong năm cũng khác nhau Chẳng hạn như ở Quảng Đông Trung Quốc vùng giữa tỉnh có 8-9 lứa rầy, phía đông có từ 7-8 lứa nhưng chỉ có 7 lứa ở phía bắc [39]

ảnh 1: Vòng đời rầy nâu ( Sổ tay phòng trừ rầy nâu)

ở Việt Nam, theo kết quả nghiên cứu trong 2 năm 1981-1982 ở Hà Nội của Trần Huy Thọ và Nguyễn Công Thuật [12] trong một năm rầy nâu phát sinh 9 lứa và diễn biến mật độ liên quan đến giai đoạn sinh trưởng của cây lúa

được chúng tôi trình bày ở bảng 1 Số liệu trong bảng 1 cho thấy rầy nâu xuất hiện ở các trà lúa sớm trong khoảng cuối tháng 2 đầu tháng 3 Trong 9 lứa rầy xuất hiện trên 1 năm có hai lứa rầy có mật độ cao và gây hại nặng là lứa tháng

5 ở vụ Chiêm Xuân và lứa tháng 10 ở vụ mùa

Bảng 2.1: Các lứa rầy nâu phát sinh trong 2 năm 1981 và 1982 tại Hà Nội

Giai đoạn sinh trưởng cây lúa

Ngày

đỉnh cao rầy non

Mật độ rầy (con/khóm)

Giai đoạn sinh trưởng cây lúa

cả cánh) 3,6 – 4,0 mm đa số màu nâu tối, bé, gầy hơn con cái cuối bụng dạng loa kèn

ảnh 2: Trưởng thành cánh dài và cánh ngắn của rầy nâu

(budidayatanamanpadi.com/hama.php?hal=3) Dạng cánh ngắn: con cái dài 3,5 – 4,0 mm, thô, lớn, cánh trước kéo dài tới giữa đốt bụng thứ 6 bằng cả chiều dài cánh trước của dạng cánh dài Con

đực dài 2,0 - 2,5 mm, gầy đa số màu nâu đen, cánh trước kéo dài tới 2/3 chiều dài của bụng

Rầy non: lưng màu nâu đậm, phần ngực có đốm dạng mây không quy

củ Đốt thứ 4 – 5 phần bụng có vân ngang màu hổ phách, bụng màu trắng sữa, mầm cánh kéo dài tới đốt thứ 4 của bụng

Trứng hình bầu dục dài hơi cong, cuối quả trứng hơi thon nắp quả quả trứng tựa hình thang

Theo nghiên cứu của Suenaga (1963) khi trồng lúa trong chậu thì 1 con rầy nâu cái có thể có 2000 no5n bào, còn theo Kuno (1968) quan sát 1 con rầy

nâu cái ở thế hệ thứ 3 có thể đẻ khoảng 805-908 trứng (E Kuno 1979) [47]

Cũng như những loài rầy khác, vài ngày sau khi vũ hóa thì trưởng thành rầy nâu bắt đầu giao cấu và đẻ trứng Vì vòng đời của trưởng thành rầy nâu khá ngắn nên trên đồng ruộng rất khó quan sát được ngày mà chúng đẻ nhiều trứng nhất Theo Kisimoto (1965) rầy cái trưởng thành cánh ngắn ở thế hệ thứ nhất chỉ sống được khoảng 9 ngày, nhưng theo Kuno và Hokyo (1970) thì rầy cái trưởng thành cánh ngắn chỉ sống được 8,1 ngày ở thế hệ đầu (E Kuno 1979) [47]

Sự xuất hiện rầy dạng cánh dài và cánh ngắn phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ, ẩm độ và dinh dưỡng Nhiệt độ thấp, ẩm độ cao dinh dưỡng phong phú thì xuất hiện dạng cánh ngắn nhiều và ngược lại thì xuất hiện dạng cánh dài nhiều Rầy dạng cánh ngắn có thời gian sống dài , tỷ lệ đực cái cao, số lượng trứng nhiều và có thời gian đẻ trứng sớm hơn vì thế khi rầy cánh ngắn xuất hiện nhiều thì hiện tượng cháy rầy dễ xảy ra

Theo nghiên cứu của Nguyễn Minh (Đại học Tây Bắc) thì với môi trường bình thường thì rầy nâu cánh dài xuất hiện đực cái với tỷ lệ 1:1, còn với môi trường điều kiện thuận lợi thì xuất hiện rầy cánh ngắn với tỷ lệ đực cái là 1:3 Rầy trưởng thành thường tập trung thành đám ở trên thân cây lúa phía dưới khóm để hút nhựa, khi bị khua động thì lẩn trốn bằng cách bò ngang hoặc nhảy sang cây khác hoặc xuống nước, hoặc bay xa đến chỗ khác Ban ngày trưởng thành ít hoạt động ở trên lá lúa, chiều tối bò lên phía trên thân lúa hoặc lá lúa Khi lúa ở thời kỳ chín, phần dưới của thân lúa đ5 cứng khô thì ban ngày chúng tập trung phía trên cây lúa hoặc chỗ non mềm gần cuống bông để hút nhựa Rầy trưởng thành có xu hướng ánh sáng mạnh (trừ rầy trưởng thành cánh ngắn) do đó đêm tối trời lặng gió, trời bức chúng bay vào đèn nhiều nhất

là khoảng 20-23h

Cũng giống như nhiều loại côn trùng khác như ruồi, sâu cuốn lá, rệp

có khả năng di chuyển 1 khoảng cách dài nhờ gió thì rầy nâu là loại có khả

của các nhà khoa học Nhật Bản cho thấy khi nhiệt độ xuống thấp vào mùa thu thì rầy nâu bắt đầu di cư sang những vùng có nhiệt độ thích hợp hơn nhưng chúng chỉ di chuyển vào ban ngày nếu nhiệt độ <130C Theo báo cáo của Asahina và Tsuruoka (1968) đ5 thấy rầy nâu bay vào đèn trên tàu biển cách

đất liền 500km về phía Nam của Nhật Bản Điều đó cho thấy rầy nâu không thể qua đông ở những nước có nhiệt độ ôn hòa mà chúng sẽ di chuyển đến từ những nước có khí hậu nhiệt đới như Philippines, Việt Nam (R Kisimoto 1979) [46]

2.2.2 Tình hình gây hại của rầy nâu trong sản xuất lúa ở Việt Nam cũng

như thế giới

Rầy nâu là loài côn trùng chuyên chích hút nhựa cây, cả giai đoạn rầy cám đến trưởng thành chúng sống ở dưới gốc lúa dùng miệng để hút dịch cây Nếu bị hại nhẹ các lá dưới có thể bị héo, còn nếu bị hại nặng có thể gây ra hiện tượng cháy rầy khiến cả ruộng bị khô héo màu trắng tái hoặc trắng có thể làm năng suất bị sụt giảm đến 50% hay mất trắng

ảnh 3: Rầy nâu gây hại dưới gốc lúa (www.rd1677.com/ /top_chainat.php?id=58898)

Rầy nâu đ5 từng là loài dịch hại thứ yếu trên lúa trong những năm

1960 ở nhiều khu vực của Châu á (Pathak and Dhaliwal, 1981) [61], tuy nhiên nó đ5 trở thành loài dịch hại quan trọng trên lúa vào những năm 1970 (Heinrichs and Mochida, 1984) [37]

Trong những năm 1970, rầy nâu đ5 gây hại nhiều vụ lúa trên nhiều quốc gia thuộc vùng nhiệt đới Châu á, trung bình trong một năm ở 11 quốc gia rầy nâu gây tổn thất trên 300 triệu USD (Dyck and Thomas, 1979) [31]

ở Thái Lan rầy nâu gây hại chủ yếu bắt đầu từ 1975, cho đến năm 2000

đ5 có 3 khoảng thời gian mà rầy nâu gây hại bùng phát thành dịch Sản lượng gạo bị thiệt hại trong năm 1990 ước tính khoảng 1,5 -1,8 triệu tấn gây thiệt hại hơn 200 triệu USD (P Vungsilaputr 2001) [69]

Trong nước, rầy nâu có mặt ở khắp các vùng trồng lúa nhất là các vùng trồng lúa thâm canh Chúng có mặt ở vùng đồng bằng, ven biển trung du, cho

đến các vùng núi cao như Điện Biên, Mù Cang Chải ở Việt Nam do cách biệt

về địa lý mà điểm ranh giới là đèo Hải Vân nơi hướng gió Tây Nam đổi hướng

ra biển Đông ngăn chặn sự lây lan của các quần thể rầy nâu giữa hai miền đ5 hình thành nên hai quần thể rầy nâu ở miền Nam và miền Bắc

Trong vòng 30 năm qua, rầy nâu luôn là một trong các loài sâu hại quan trọng nhất trên cây lúa Trong các năm cuối của thập kỷ 70, 80 diện tích bị nhiễm rầy nâu trong khoảng 1 triệu ha Đến năm 2000 diện tích bị nhiễm rầy nâu và rầy lưng trắng cả nước là 570.000 ha trong đó có 34.000 ha bị nhiễm nặng và có 420 ha bị cháy rầy Mật độ rầy phổ biến là 1000-4000 con/m2, nơi cao là 5000-10.000 con/m2 Năm 2000 ở miền Bắc có 208.000 ha bị nhiễm trong đó có 66.000 bị nhiễm nặng [19] ở miền Nam trong 2 năm 1999 và

2000 diện tích bị nhiễm rầy tương ứng là 340.000 và 380.000 ha [20] Đến năm 2007 tổng diện tích lúa bị hại do rầy nâu là 773 nghìn ha trong đó có hơn

94 nghìn ha bị nặng và 65 ha bị cháy rầy

ảnh 4: Hiện tượng gây hại do rầy nâu gây ra trên đồng ruộng (agriqua.doae.go.th/ /plant/rice/bhopper.html)

Ngoài việc gây hại trực tiếp với cây lúa bằng việc chích hút nhựa cây làm giảm năng suất rầy nâu còn là môi giới truyền bệnh vàng lùn, lùn xoắn lá Tháng 9/2006, theo kết quả giám định vi rút của các mẫu lúa và rầy nâu tại các tỉnh phía Nam cho thấy tỷ lệ cây lúa bị nhiễm bệnh VLLXL là 59% và có tới 44% mẫu rầy nâu có vi rút trong cơ thể

2.2.3 Các biện pháp phòng trừ

Trên thế giới việc sử dụng thuốc hóa học có qui luật tăng dần, năm sau nhiều hơn năm trước cả về số lượng lẫn chủng loại Cũng như bất kỳ biện pháp BVTV nào khác biện pháp dùng thuốc hóa học cũng có ưu điểm riêng của nó, xong nếu dùng thuốc không đúng kỹ thuật hay quá lạm dụng thuốc sẽ gây nên hậu quả nghiêm trọng tạo ra tình trạng kháng thuốc của các đối tượng dịch hại (Plant Protection Centre 1996) [62] Sự bùng phát số lượng hay thúc đẩy một

đối tượng dịch hại thứ yếu trở thành dịch hại chủ yếu (Parrella 1996) [60], (Weitraub and Rami Horowitz 1999) [71]

Trong sản xuất nông nghiệp, người nông dân muốn đạt được thành quả

đ5 phải chống chọi lại rất nhiều loại sinh vật gây hại Các loại dịch hại là những lực lượng thiên nhiên lớn đ5, đang và sẽ là mối đe dọa thường xuyên

đối với sản xuất nông nghiệp trên toàn thế giới Để bảo vệ cây trồng chống lại các loài dịch hại, con người đ5 phải áp dụng nhiều biện pháp khác nhau: biện pháp thủ công, biện pháp vật lý, biện pháp canh tác, biện pháp hóa học trong đó biện pháp hóa học lâu nay được coi là biện pháp chủ lực và nó đ5 phát huy vai trò tích cực trong thời gian qua Thực sự biện pháp hóa học cho hiệu quả cao, nhanh đơn giản và dễ sử dụng , vào những năm 1939-1942 với

sự phát hiện ra tính diệt sâu của DDT và sau đó là hàng loạt các thuốc trừ sâu Clo hữu cơ ra đời thì thuốc hóa học trừ dịch hại được coi là một thành tựu khoa học lớn của loài người Vào thập kỷ 50-60 của thế kỷ 20 biện pháp hóa học đóng vai trò to lớn trong việc giải quyết nhiều vụ dịch hại lớn trên thế giới , góp phần không nhỏ vào việc tăng năng suất cây trồng (Phạm Văn Lầm 1994) [6] Các nước Châu Âu và ở Mỹ dần dần đ5 hình thành một thói quen sử dụng thuốc như là một biện pháp không thể thiếu được trong quy trình canh tác đối với các loại cây trồng như lúa mì, khoai tây và các loại cây trồng khác (Nguyễn Công Thuật 1995) [14] Đặc biệt để trừ các loại sâu hại trên lúa đ5

có hàng trăm loại thuốc trừ sâu được khảo nghiệm và sử dụng rộng r5i Với việc phát triển nhiều loại thuốc trừ sâu đ5 kéo theo nhiều hậu quả không mong muốn như ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của con người, gây ô nhiễm môi trường, phát triển tính chống chịu thuốc của các loài dịch hại, tiêu diệt thiên

địch, phá vỡ mối cân bằng sinh học gây ra sự bùng phát số lượng dịch hại 2.2.2.1 Biện pháp sử dụng giống chống chịu:

Do tác hại nghiêm trọng của rầy nâu, từ lâu trên thế giới vấn đề phòng trừ rầy nâu đ5 được nghiên cứu Một trong những biện pháp phòng trừ rầy nâu

đang được sử dụng phổ biến ở Châu á nói chung và Việt Nam nói riêng là sử dụng giống chống chịu Đây là một trong những biện pháp rất quan trọng trong việc đảm bảo năng suất đ5 được nhiều nhà khoa học nghiên cứu như

Wiseman (1987) [72], Heinrichs (1994) [36], Smith (1994) [66]

Từ năm 1966, Viện nghiên cứu lúa quốc tế IRRI đ5 tiến hành nhiều thí nghiệm khác nhau nhằm xác định các nguồn gen kháng rầy nâu Nhờ chọn lọc hàng loạt với gần 26 nghìn giống lúa đ5 chọn được khoảng 500 giống chỉ bị thiệt hại ở các mức điểm từ 1-5 với cả 3 biotip rầy nâu Trong đó có 268 giống chống biotip 1, 110 giống chống biotip 2 và 95 giống chống biotip 3

Tại ấn Độ (1974-1976) đ5 đánh giá khoảng 3000 giống lúa trong đó

106 giống được xác định là có khả năng kháng rầy nâu (Kalode và Khrishna, 1979) [45]

Còn ở Nhật Bản từ 1972-1976 tại Trại thí nghiệm trồng trọt trung ương

đ5 tiến hành đánh giá các tập đoàn giống nhập nội và trong nước, xác định thêm được 14 giống lúa có khả năng kháng rầy nâu cao ngoài những giống kháng đ5 xác định được tại IRRI và nhiều nơi khác

Theo Viện nghiên cứu lúa quốc tế IRRI (2005) đ5 có 9 gen kháng rầy nâu cơ bản tìm được trên các giống lúa Nhưng cho đến năm 2006 theo công

bố của Jena và ctv [44] tại IRRI đ5 phát hiện ra gen kháng Bph 18 trên giống lúa dại Oryza austrliensis và bước đầu tạo ra giống lúa mang gen kháng rầy là

IR 65482-7-216-1-2

Theo nghiên cứu của Hán Thị Nhung và cộng sự (1988) [11] ở Việt Nam từ năm 1985 một số địa phương có nhận xét là rầy nâu có khả năng sinh sống trên các giống lúa mới kháng rầy nâu biotip 2 như NN3A, NN6A, NN9A (IR – 13240-10-1), NN4B (IR42) Tuy nhiên trong vụ Đông Xuân 1987 -

1988 ở Hậu Giang và An Giang đ5 xuất hiện trường hợp cháy rầy ở các ruộng gieo giống NN9A và IR 64 Đặc biệt trong vụ Hè thu và vụ mùa năm 1988 ở Minh Hải gần 20.000 ha gieo giống IR42 bị cháy rầy Khả năng thích ứng với các giống lúa của rầy nâu hiện nay đ5 tăng lên rõ rệt kể cả các giống mang gen kháng Biotip 2, 3, 4 Tuy vậy khả năng đó cũng khác nhau tùy điều kiện sinh sống của rầy nâu và tùy theo giống lúa Các giống mang 2 gien kháng

Biotip 3, 4 còn có sức kháng cao Theo đó rầy nâu ở đồng bằng sông Cửu Long năm 1988 về cơ bản vẫn là Biotip 2 nhưng khả năng thích ứng đang tăng lên rõ rệt, đang chuyển biến thành Biotip mới hoặc một dạng sinh học mới theo vùng

Theo Nguyễn Văn Luật và Lương Minh Châu (1990) [9] ở Đồng bằng sông Cửu Long do việc gieo trồng rộng r5i và liên tục các giống kháng Biotip

2 như IR36, NN6A, IR42 rầy nâu đ5 thích nghi dần trong điều kiện chọn lọc

tự nhiên và ngoài đồng ruộng các giống lúa trên đ5 bị nhiễm nặng Tác giả đ5

điều tra tình hình kháng rầy của một số giống lúa trên nhiều tỉnh thành ở phía Nam và thấy rằng giống lúa IR64, IR68, OM88, IR29723 có khả năng kháng rầy nâu trên địa bàn các tỉnh Hậu Giang, Tiền Giang, Hồ Chí Minh, Long An

Nghiên cứu của Nguyễn Công Thuật và Nguyễn Mạnh Chinh (1991) [13] cho biết sau đợt cháy rầy rộng khắp ở Đồng bằng sông Cửu Long năm 1977-1978 hàng loạt giống kháng rầy với các nguồn gen mới như IR36, IR42, IR8423, NN9A, MTL58, MTL61 đ5 được đưa vào sản xuất Tác hại của rầy nâu đ5 bị đẩy lùi, hiện tượng cháy rầy không thấy xuất hiện trên các giống lúa mới Tuy nhiên sang năm 1987 diện tích nhiễm rầy nâu ở Đồng bằng sông Cửu Long đ5 tăng dần lên Do vậy trong thời gian từ tháng 6 đến tháng 10/1990 tác giả đ5 tiến hành nhiều đợt đánh giá với các bộ giống lúa nhận

được qua chương trình khảo nghiệm lúa quốc tế Tổng số giống đ5 đánh giá

244 giống, trong đó có 203 giống đánh giá trong nhà lưới, 42 giống đánh giá trên đồng ruộng Trong số này đ5 xác định có 11 giống kháng ở cấp 1- cấp 3,

19 giống kháng vừa cấp 3, 1 giống kháng cấp 4,5 tổng cộng là 30 giống kháng chiếm 12,6% còn lại là 214 giống (87,6%) có phản ứng từ nhiễm vừa đến nhiễm nặng Trong số các giống kháng chú ý là những giống như BG367-2, BG379-2, IR29723-143-3-1-2, IR 35266-28-3-1-2-2

Đến năm 1995 Nguyễn Công Thuật và ctv [15] đ5 đưa ra một số giống lúa có tính kháng rầy tốt cho các vùng trồng lúa thâm canh ở phía Bắc như

2.2.2.2 Biện pháp canh tác

Dịch rầy nâu bùng phát trong những năm gần đây ở miền Nam Việt Nam cũng bắt nguồn bởi việc canh tác quá nhiều vụ trong 1 năm tạo điều kiện rất nhiều cho sự phát sinh phát triển của rầy nâu Theo nghiên cứu của Nyoman Oka (1975) [58] ở đảo Solomon thì nếu trồng liên tiếp 2 vụ lúa thì mật độ rầy nâu sẽ phát triển liên tục cho đến tận tháng 9 nhưng khi để 1 khoảng thời gian nghỉ giữa 2 vụ lúa thì mật độ rầy nâu đ5 giảm đi một nửa ở

Theo sổ tay phòng trừ rầy nâu của Bộ NN và PTNT Việt Nam [1] khuyến cáo việc gieo sạ giữa 2 vụ cũng phải cách nhau từ 20-30 ngày, nên chọn thời điểm gieo sạ ngay sau khi đỉnh điểm rầy vào đèn Không gieo sạ quá dầy vì khi gieo dầy cần phải cung cấp nhiều lượng phân đạm dẫn đến độ

ẩm trong ruộng cao tạo điều kiện cho rầy phát triển

Việc gieo sạ lúa bằng máy đang được áp dụng ở nước ta đang mang lại hiệu quả rõ rệt, theo những nghiên cứu từ năm 1992 đến năm 1998 thì mật độ rầy nâu ở ruộng sạ hàng chỉ có từ 2-4 con/m2 trong khi đó ở ruộng sạ v5i thì

có đến vài chục con/m2 Việc sạ hàng cũng làm giảm chi phí thóc giống cũng như chi phí về phân đạm trong 1 vụ [24]

2.2.2.3 Biện pháp sinh học

Một trong những cách trừ rầy nâu hiện nay là dùng thiên địch tuy nhiên

số lượng thiên địch của rầy nâu đang có nguy cơ giảm do việc sử dụng quá nhiều thuốc trừ sâu Theo nghiên cứu của Shui-chen Chiu (1979) [29] đ5 ghi nhận được có 79 loài thiên địch trong đó có 42 loài động thực vật ký sinh và

37 loài động vật ăn thịt

Động thực vật ký sinh đ5 được ghi nhận xuất hiện ở Đài Loan, Nhật Bản, Thái Lan, ấn Độ, Malaysia, Sri Lanka, Philippines trong đó có 19 loài thuộc Bộ cánh màng

Nghiên cứu của Ooi (1986) [59] cho thấy mật độ rầy nâu trên các thửa ruộng canh tác bình thường cao hơn 3 lần so với ruộng dùng kỹ thuật IPM Bởi vì trên ruộng canh tác bình thường mật độ Bọ xít mù xanh thấp hơn so với ruộng IPM do người nông dân đ5 sử dụng thuốc hóa học

Khi áp dụng biện pháp sử dụng thiên địch vào phòng trừ rầy nâu đòi hỏi người nông dân cần phải tuân thủ chặt chẽ biện pháp IPM vì nếu không sẽ làm

ảnh hưởng đến thiên địch của rầy nâu Theo Phạm Văn Lầm và ctv (2002) [8]

có thể lợi dụng loài nhện lớn bắt mồi để phòng trừ rầy nâu Theo nghiên cứu của các tác giả ở một số nơi thuộc đồng bằng sông Hồng vào thời điểm rầy nâu phát sinh rộ thì nhóm nhện lớn bắt mồi chiếm khoảng 39,4% - 80,6% tổng số các thể bắt mồi ăn thịt

Nghiên cứu cũng đ5 chỉ ra mật độ rầy nâu trên ruộng Nếp phun thuốc 5 lần/vụ cao hơn từ 2-3 lần so với ruộng Nếp không phun thuốc trừ sâu Trong nhóm nhện lớn bắt mồi thì các loài thuộc họ nhện sói có tỷ trọng đạt tương đối cao trung bình từ 13,0% - 16,3% Một nhện sói vân hình đinh ba ở giai đoạn nhện non tuổi 3 sau 24h có khả năng tiêu diệt được 3,8 – 5,1 rầy non tuổi 4 của rầy nâu Đến tuổi 8 thì nhện non của nhện sói vân hình đinh ba đ5 ăn được trung bình 7,9 – 14,3 con rầy non tuổi 4 trong 24h Đặc biệt trong 24h một trưởng thành cái loài P pseudoannulata không mang bọc trứng có sức ăn mồi rất lớn trung bình khoảng từ 17,3 – 34,1 rầy non tuổi 5 của rầy nâu

Theo Nguyễn Hồng Thủy (1995) [16] khi nghiên cứu các loài côn trùng

ký sinh gồm 2 loại ong: Ong ký sinh trứng rầy Anagrus optabilis, Gonatocerus sp và côn trùng bắt mồi như: bọ xít mù xanh, bọ xít nước, bọ rùa

đỏ, bọ ba khoang, bọ cánh cộc, bọ xít gọng vó ở Hải Phòng năm 1994 –

1995 đ5 phát hiện 1 con bọ xít mù xanh có thể ăn 1,59 rầy non/ngày và 12,81 trứng rầy/ngày, bọ xít nước có thể ăn 4-7 rầy non/ngày, còn ong ký sinh có thể tiêu diệt từ 10-15% trứng rầy

Gần đây dưới sự nghiên cứu của Trường Đại học Cần Thơ [25] sử dụng biện pháp trừ rầy nâu bằng nấm xanh ký sinh (Metarhizium anisopliae) Sau khi thu thập và phân lập 38 mẫu xác rầy nâu ngoài đồng ruộng ở Sóc Trăng đ5 cho kết quả nấm xanh gây chết 52,6% Với việc phòng trừ rầy nâu bằng nấm

ký sinh ở Sóc Trăng, mật độ rầy nâu đ5 giảm đáng kể sau 7 ngày phun cho

đến 28 ngày sau phun trong khi đó thì với thuốc hóa học chỉ kéo dài đến ngày thứ 14 sau phun

á càng ngày càng phát triển chẳng hạn như Nhật Bản nơi mà rầy nâu gây hại

đến kinh tế từ nhiều năm trước Dịch rầy nâu đ5 được ghi nhận ở Nhật Bản từ thế kỷ thứ 7, theo nghiên cứu của Suenaga và Nakatsuka (1958) thì dầu cá voi

đ5 được sử dụng để trừ rầy nâu từ những năm 1670 – 1840, sau đó chúng được thay thế bởi dầu lửa vào năm 1897 DDT được sử dụng vào những năm trước thế chiến thứ 2 để thay thế dầu lửa nhưng chúng cũng sớm bị thay thế bởi BHC Thuốc trừ sâu nhóm Lân hữu cơ được sử dụng lần đầu vào năm 1952, vào năm 1964 thì thuốc trừ sâu nhóm Carbamate được sử dụng ở Nhật Bản

[35] Đến giữa thập kỷ 1990 thì 2 nhóm thuốc là Phenylpyzarole, Neonicotinoid điển hình là 2 hoạt chất Fipronil và Imidacloprid được sử dụng

để trừ rầy ở rất nhiều nước vùng Đông á [49] Cho đến bây giờ nhóm thuốc Neonicotinoid đang được sử dụng phổ biến ở các nước Châu á để phòng trừ rầy nâu có thể kể đến như Thiamethoxam, Dinotefuran, Thiacloprid, Clothianidin [74]

2.3 Tính kháng thuốc trừ sâu của côn trùng

2.3.1 Một số khái niệm về tính kháng thuốc

2.3.1.1 Khái niệm về tính kháng thuốc (Resistance)

Sự giảm sút phản ứng của một quần thể động thực vật đối với một loại thuốc trừ dịch hại do kết quả của việc dùng thuốc thường xuyên, khiến chúng trở nên chịu đựng được những lượng thuốc lớn mà với lượng thuốc này có thể tiêu diệt được hầu hết các cá thể của một quần thể cùng loài chưa chống thuốc

có thể được hiểu là tính kháng thuốc

Như vậy sau những thời gian dài sử dụng thuốc ở một vùng một nòi chống thuốc có thể được hình thành khi một bộ phận của quần thể sâu hại có khả năng chống chịu được với thuốc khi tiếp xúc trong một thời gian dài Bộ phận quần thể sâu hại này tạo được vượt qua tác động của thuốc, rồi phát triển dần lên chiếm ưu thế trong quần thể Khả năng này sẽ di truyền sang đời sau

dù các cá thể ở thế hệ sau có hay không tiếp xúc với thuốc

2.3.1.2 Khái niệm về tính kháng chéo (Cross Resistance)

Hiện tượng một loài dịch hại khi đ5 hình thành tính chống chịu đối với một loại thuốc BVTV thì đồng thời cũng có khả năng chống được một số loại thuốc khác mà nó chưa hề tiếp xúc có thể được hiều là tính kháng chéo Nguyên nhân là do cơ chế kháng đối với những thuốc này giống nhau Những loại thuốc bị một loài dịch hại nào đó chống được hợp thành phổ chống chịu

Tính kháng chéo là hiện tượng khi một loài côn trùng nào đó không những kháng với các hợp chất thuốc được sử dụng liên tục qua nhiều thế hệ

mà còn kháng được một hay nhiều hợp chất khác mà dòng kháng đó chưa hề tiếp xúc (Nina Svae Johansen 2001) [56]

2.3.1.3 Khái niệm về tính đa kháng (Multiple Resistance)

Đặc tính của một loại sâu hại sau khi tạo được tính chống chịu với một loại thuốc có thêm khả năng chống chịu với nhiều chủng loại thuốc cùng nhóm hoặc khác nhóm có thể được hiểu là tính đa kháng

Cũng có thể hiểu tính đa kháng là hiện tượng một loài côn trùng nào đó tăng khả năng chịu đựng với nhiều loại thuốc trừ sâu Hiện tượng đa kháng xảy ra là do có nhiều cơ chế kháng khác nhau cùng tồn tại và hoạt động trong loài kháng tạo ra phổ kháng tương đối rộng cho từng loài sâu hại Loài đa kháng được hình thành khi chúng có phổ kháng với nhiều nhóm thuốc trừ sâu riêng biệt sử dụng đồng thời hay liên tiếp trong một thời gian dài ở địa phương (Hama 1987) [34]

Để đánh giá mức độ kháng thuốc của một quần thể sâu hại nào đó người ta sử dụng chỉ số kháng thuốc Ri (Resistance index)

Theo FAO chỉ số Ri được tính theo công thức:

LD50 của quần thể nghi là kháng thuốc

Ri = -

LD50 của dòng mẫn cảm Với Ri ≥ 10 => quần thể sâu hại đ5 có tính kháng thuốc

Ri < 10 => quần thể sâu hại chưa có tính kháng thuốc Nhưng với điều kiện khi không có dòng mẫn cảm của loài sâu hại nào

đó thì theo nghiên cứu của TS Tào Minh Tuấn [21] có thể sử dụng LC95 với liều khuyến cáo để đánh giá mức độ mẫn cảm với thuốc trừ sâu và đ5 được áp dụng để đánh giá mức độ kháng thuốc của sâu tơ hại bắp cải khi đó chỉ số Ri

được tính theo công thức:

LC95 của quần thể nghi là kháng thuốc

Ri = -

Liều khuyến cáo

Ri > 50 => quần thể sâu hại đ5 có tính kháng thuốc

2.3.2 Các cơ chế kháng thuốc

Các cơ chế cho phép côn trùng sống sót qua tiếp xúc với thuốc trừ sâu

có thể chia thành 2 nhóm, đó là cơ chế chuyển hóa và không chuyển hóa Cơ chế không chuyển hóa liên quan đến giảm tính thấm qua lớp cutincul và cơ chế liên quan đến điểm đích, điểm mà ở đó thuốc trừ sâu tác động Cơ chế

điểm đích làm giảm tác động qua lại giữa thuốc trừ sâu và phân tử đích của

nó thông qua đột biến các gen chịu trách nhiệm tổng hợp phân tử đích Ngoài

ra còn hai kiểu khác của tính kháng liên quan đến giảm tính thấm qua lớp cuticul và thay đổi tập tính để tránh bị thuốc trừ sâu tác động

2.3.2.1 Cơ chế kháng không chuyển hóa

2.3.2.1.1 Giảm khả năng thấm

Thuốc trừ sâu muốn tiêu diệt côn trùng thì trước hết phải xâm nhập

được vào cơ thể côn trùng một lượng nhất định rồi sau đó mới tác động đến

“vị trí tác động” của thuốc Côn trùng có phản xạ ngăn cản hoặc hạn chế hấp thụ thuốc vào cơ thể chúng qua sự thay đổi cấu tạo của lớp lipit sáp và protein biểu bì

Tính thấm qua da giảm do tầng cuticulin hoặc lớp mỡ dưới da dày hơn ở các cá thể kháng so với các cá thể mẫn cảm Những dòng sâu kháng thuốc còn

có thể hạn chế hoặc ngăn cản sự xâm nhập của các thuốc qua vỏ sợi trục và nội quan Sự giảm tính thấm là cơ chế chủ yếu làm giảm mức độ nhạy cảm của các

vị trí tác động đối với thuốc ở côn trùng (Motoyamo và cộng sự 1990) [52]

Khi nghiên cứu so sánh khả năng thấm qua màng cuticul của thuốc Fenvalerate đ5 được đánh dấu phóng xạ cho thấy tỉ lệ thấm qua màng ở dòng kháng thấp hơn dòng mẫn cảm (Heisswolf và cộng sự 1986) [38], (Motoyamo

và cộng sự 1990) [52]

2.3.2.1.2 Giảm mức độ mẫn cảm ở vị trí đích

Thuốc trừ sâu sau khi xâm nhập vào côn trùng, chất độc tác động lên côn trùng ở các vị trí đích nhất định gọi là vị trí tác động ở côn trùng kháng thuốc tại các vị trí tác động có hiện t−ợng giảm mẫn cảm với các loại thuốc trừ sâu thông qua đột biến các gen chịu trách nhiệm tổng hợp phân tử đích

Có 3 cơ chế (Nina Svae Johansen 2001) [56] làm giảm mức độ mẫn cảm ở vị trí đích tốt nhất là:

- Hình thức sản xuất của Acetylcholin esterase (AchE) không nhạy cảm

đối với hợp chất lân hữu cơ và Carbamate

- Sự thay đổi kênh Na+ là knockdown (kdr) là nguyên nhân của tính kháng thuốc đối với Pyrethroid

- Sự biến đổi của GABA (axit gamma amibutiric) tại kênh ra vào Chloride của điểm trên màng tế bào thần kinh (xinap) nơi mà nguyên nhân kháng đối với nhóm thuốc Cyclodienes

Acetylcholin esterase (AchE)

Enzym Acetylcholiesterase vị trí tác động của 2 nhóm thuốc trừ sâu Carbamat và Organophosphate, quá trình thủy phân enzim AchE sẽ tạo ra kích thích hoạt động cho chất dẫn truyền xung động thần kinh acetylcholine trên màng sau xinap khiến côn trùng tử vong Sự thay đổi AChE thành dạng không mẫn cảm với là nhờ các đột biến trong gen m5 hoá AChE lần đầu đ−ợc phát hiện trên nhện Tetranychus urticae năm 1964 sau đó đ−ợc phát hiện trên nhiều dòng ruồi dấm với các thay thế amino axít đơn lẻ hoặc tổ hợp khác nhau gây nên giảm sút mức mẫn cảm khác nhau của enzyme này với thuốc trừ sâu

Có hai kiểu kháng chính ở điểm đích này với thuốc trừ sâu Lân hữu cơ và Carbamate đ5 đ−ợc phát hiện Kiểu thứ nhất có đột biến thay thế glycine bằng serin trong điểm hoạt động của enzim AChE và kiểu thứ hai là đột biến trong

điểm hoạt động nh−ng làm giảm áp lực của thuốc trừ sâu với AChE (Gunning

và cộng sự 2001) [33] (G M Nordhus 2005) [57]

Các kênh Na+ đóng mở phụ thuộc vào điện thế

Các thuốc trừ sâu nhóm Pyrethroid và DDT gây rối loạn sự dẫn truyền xung động thần kinh bằng cách làm gián đoạn chức năng bình thường của các kênh Na+ dọc sợi trục thần kinh của tế bào thần kinh côn trùng Tác dụng của Pyrethroid đến các kênh Na+ này dẫn đến sự phá huỷ động thái hoạt động bình thường của chúng, việc đó lặp đi lặp lại làm cho hệ thần kinh bị rối loạn hoạt

động dẫn đến côn trùng mất khả năng vận hành và chết Đột biến điểm thay thế leucin bằng phenylalanine "kdr" làm cho các amino axit thay thế cổng

điện thế Na+ của côn trùng giảm tính mẫn cảm với thuốc trừ sâu từ 10 đến 20 lần đối với DDT và Pyrethroid Nhưng với đột biến điểm thay thế methionine bằng threonine "super kdr" thì có thể làm giảm tính mẫn cảm của các amino axit thay thế đến hơn 500 lần Với việc phát triển của công nghệ PCR có thể tìm ra tính kháng kdr và s-kdr ở một vài loại côn trùng khác nhau chẳng hạn như ở con muỗi Anopheles stephensi, con ruồi trâu Haematobia irritans (G

M Nordhus 2005) [57]

Các thụ quan Gama aminobutyric acid (GABA)

Thụ quan GABA thuộc một siêu họ các thụ quan chuyển tiếp tín hiệu thần kinh mà nó được hình thành bởi sự oligohóa 5 tiểu đơn vị tạo thành một cổng truyền ion Tính kháng điểm đích GABA với các thuốc trừ sâu Cyclodiene như diledrin là do sự thay thế alanin thành serin hoặc glycine được phát hiện ở ruồi giấm Drosophila

Giống với AchE, sự giảm tính nhạy cảm của các thụ quan GABA là do

sự thay đổi trong cấu trúc protein Nhưng kháng giống như AchE, chỉ một đột biến đơn gây ra một axit amin đặc hiệu bị thay bằng một axit amin khác dẫn

đến các mức độ kháng cao với cyclodiene Các đột biến điểm khác đ5 tìm thấy nhưng không đột biến gây nên tính kháng hoặc hiếm khi gắn liền với tính kháng (T Brucee 1986) [28]

Thụ quan nicotinic acetylcholine (nAChRs)

Ngoài 3 cơ chế kể trên thì gần đây theo nghiên cứu của Zewen Liu (2008) [74] báo cáo về cơ chế làm giảm mức độ mẫn cảm ở thụ quan nicotinic acetylcholine (nAChRs) Thụ quan nAChRs là kênh ion chứa tác động choline dẫn truyền nhanh đến xinap của côn trùng và hệ thần kinh trung ương của

động vật có xương sống Thụ quan nAChRs là vị trí tác động đến của nhóm thuốc trừ sâu Neonicotinoid, hoạt chất Imidacloprid là thuốc đầu tiên của nhóm thuốc Neonicotinoid được dùng vào năm 1991 sau đó thì có thêm 1 vài hoạt chất khác cùng nhóm được phát triển như: Nitenpyram (1995), Acetamiprid (1996), Thiamethoxam (1998), Thiacloprid (2000), Clothianidin (2002), Dinotefuran (2002)

2.3.2.2 Cơ chế chuyển hóa

Trong cơ chế này khi phân tử thuốc trừ sâu xâm nhập vào cơ thể, dưới tác dụng của các enzim khác nhau trong cơ thể sâu hại kháng thuốc nó sẽ bị phân giải theo nhiều con đường khác nhau như oxy hoá, thủy phân, hydro hoá, khử clo, ankyl hoá, trở thành các chất không độc

- Tăng cường hoạt động của enzim vận chuyển Glutation-S - Transferase (GSTs)

GST thuộc vào loại enzim có thể giải độc cả chất nội sinh và bao gồm hợp chất xenobiotic của thuốc trừ sâu (Salinas & Wong 1999) Có ít nhất 6 lớp GST đ5 được tìm thấy ở trên côn trùng và đ5 xác định được chúng nằm trên các cụm gen rải rác trong bộ gen GST có thể giải độc những thuốc trừ sâu nhóm Pyrethroid, Lân hữu cơ, DDT và Carbamate (G M Nordhus 2005) [57]

Sun (1991) [67] lần đầu tiên phát hiện liên kết Glutathion như là hoạt

động giải độc đối với Parathion và Methyl Parathion ở sâu tơ Mức độ phân giải khá cao đối với loại thuốc này đ5 phát hiện trong dòng kháng so với dòng mẫn cảm Khi nghiên cứu ảnh hưởng của hoạt tính TDP đối với một số thuốc trừ sâu lân hữn cơ là Phenthoate, Profennofos, Mevinfos ở dòng sâu tơ kháng thuốc lân hữu cơ đ5 thể hiện hoạt tính GST sẽ cao hơn 3-4 lần dòng mẫn cảm.Trong hầu hết các trường hợp, tính kháng gây nên bởi GST là do sự biểu hiện của gen bị thay đổi (tăng phiên m5) hay những thay đổi về mặt cấu trúc của gen, chứ không phải là do sự khuyếch đại gen

- Tính kháng thuốc trừ sâu bởi esterase (EST)

EST là tổ hợp của rất nhiều enzim, tất cả các enzim EST đều có khả năng hydrolyse hóa các liên kết ester với sự có mặt của nước và từ đó các thuốc trừ sâu chứa các liên kết ester dễ bị thoái hóa bởi các esterase đặc biệt là với các thuốc nhóm Lân hữu cơ và Carbamat khi esterase được sản xuất nhiều trong cơ thể côn trùng Tính kháng nhờ tăng khả năng sản xuất esterase được tìm hiểu trên nhiều loại côn trùng khác nhau như muỗi, ruồi nhà, nhện và bọ phấn Nhưng nghiên cứu sâu trên con rệp Myzus persicae hại cà chua và con muỗi nhà Culex mosquitoes Nghiên cứu ở hai đối tượng trên, việc sản xuất ra nhiều esterase là nhờ nhân đôi các gen mà với loài rệp Myzus persicae tính kháng thuốc chính là sự liên kết cùng với mở rộng một trong hai loại E4 hoặc cắt bớt từ FE4 (fast-E4) (G M Nordhus 2005) [57]

2.4 Tình hình kháng thuốc trừ sâu của rầy nâu

Theo số liệu của FAO năm 1991 [32] đ5 thống kê được cho đến năm

1989 đ5 có 504 loài côn trùng kháng thuốc trong đó có 283 loài gây hại nghiêm trọng cho nông nghiệp Trong 504 loài côn trùng thì Bộ cánh đều chiếm 10,1% (51 loài), Bộ hai cánh chiếm nhiều nhất với 35,1% (177 loài)

Theo tổng hợp của G P Georghiou (1991) [32] trên thế giới rầy nâu đ5 xuất hiện tính kháng với 16 hoạt chất thuộc 6 nhóm thuốc khác nhau Ghi nhận của tác giả cho đến năm 1974 ở miền Nam Việt Nam rầy nâu đ5 xuất hiện tính kháng với DDT, Diazinon, Malathion, Methyl parathion

Rầy nâu Nilaparvata lugens là một loài sâu hại rất nghiêm trọng trên

đồng ruộng ở những vùng có mật độ rầy nâu cao thường xảy ra hiện tượng cháy rầy mặc dù đ5 được nông dân phun rất nhiều thuốc hóa học để phòng trừ

do vậy tính mẫn cảm của rầy nâu đ5 được nhiều nước ở Châu á nghiên cứu Nhưng có lẽ Nhật Bản là nơi nghiên cứu về tính mẫn cảm của rầy nâu nhiều nhất và sớm nhất Đ5 có những nghiên cứu từ những năm 1967 của Nagata & Kukuda với các hoạt chất như Malathion, Diazinon, MTMC, BHC, DDT, Carbaryl, MIPC với cả 3 loài rầy Đến năm 1976 Nagata và các cộng sự [53]

đ5 một lần nữa xác định lại tính mẫn cảm của rầy nâu với các hoạt chất để từ

đó xác định được tính kháng thuốc thì thấy giá trị LD50 của hoạt chất Malathion tăng từ 7 đến hơn 10 lần, Diazion tăng từ 2 đến 3 lần, Carbaryl tăng

từ 2 đến 3,5 lần Năm 1969 tại IRRI cũng đ5 ghi nhận hiệu quả của Diazinon giảm rõ rệt sau 3 năm sử dụng, đến năm 1976 tại IRRI cũng đ5 ghi nhận sự giảm sút hiệu lực của Carbofuran [40] Đến những năm của thập kỷ 80 và 90 của thế kỷ 20 đ5 có nhiều tài liệu thông báo rầy nâu kháng một số loại thuốc như ở Trung Quốc sau 7 năm sử dụng giá trị LD50 của BHC tăng 22 lần, Monocrotophos tăng 78 lần, Methamidophos tăng 13 lần, Carbaryl tăng 39 lần, Isoprocorb tăng 34 lần và Deltamethrin tăng 15 lần [53] Năm 1992 quần

cũng thấy rằng giá trị LD50 tăng từ 10 đến 40 lần so với giá trị LD50 xác định năm 1977 (Nagata, 2002) [55] Theo nghiên cứu của Nagata ở Nhật Bản nếu

sử dụng nhóm thuốc BHC 4 lần trong vụ xuân thì đến vụ mùa giá trị LD50 sẽ

bị giảm từ 14 đến 19 lần [54]

Liu Zewen và cộng sự (2003) [74] cho biết ở Nam Ninh Trung Quốc giá trị LD50 của Imidacloprid với rầy nâu tăng 11,35 lần trong 25 thế hệ và tăng 72,83 lần so với rầy mẫn cảm Nhưng Yanhua Wang và cộng sự (2008) [70] cũng nghiên cứu rầy nâu ở Nam Ninh thấy giá trị LD50 của Imidacloprid tăng từ 135 – 301 lần, của Fipronil tăng 10,5 lần và của Buprofezin rất thấp

Nghiên cứu của Jai-Ki Yoo và cộng sự (2001) [73] trên rầy nâu cho thấy LD50 của Carbofuran tăng từ 51-68 lần, Fenobucarb tăng từ 93 đến 101 lần, Diazinon tăng từ 6 - 7 lần ở Hàn Quốc sau 19 năm

Nghiên cứu của Matsumura (2008) [49] từ những năm 1992-2003 giá trị LD50 của hoạt chất Imidacloprid với rầy nâu ở một số tỉnh thuộc Việt Nam, Nhật Bản, Trung Quốc chỉ dao động từ 0,09 - 2 nhưng cho đến năm 2006 thì giá trị LD50 ở các địa điểm nghiên cứu ở 3 nước với Imidacloprid đ5 dao động trong khoảng 0,43 – 2,42 Trong đó cao nhất là Việt Nam với giá trị LD50 ở Tiền Giang là 1,63 – 2,42 tuy nhiên giá trị LD50 của Fipronil và Thiamethoxam đối với rầy nâu ở các địa điểm nghiên cứu lại thấp

ở Việt Nam đ5 có những nghiên cứu về tính kháng thuốc của rầy nâu từ những năm 1987 của Viện BVTV Khi đó đ5 xác định được giá trị LD50 của các hoạt chất như Fenobucarb, Carbaryl, Carbofuran, MIPC, Fenitrothion Nhưng đến năm 2001 cũng dưới sự nghiên cứu của Nguyễn Thị Me [10] thì giá trị LD50 đ5 tăng lên đáng kể như ở Thái Bình MIPC tăng 12 lần, Carbofuran tăng 7,3 lần, Fenitrothion tăng 3,7 lần ở Hải phòng giá trị LD50cũng tăng 11,5 lần với MIPC, BPMC tăng 2,3 lần, Fenitrothion tăng 3,1 lần

Nghiên cứu của Lương Minh Châu (2007) [2] ở một số địa điểm vùng

đồng bằng sông Cửu Long cho rằng để trừ rầy nâu tốt thì khi sử dụng một số hoạt chất nh− Imidacloprid, Fipronil, Buprofezin và Etofenprox cần phải tăng liều l−ợng lên so với liều khuyến cáo

Theo Ngô Thanh Trà (2008) [18] thì giá trị LD50 của một số hoạt chất với rầy nâu ở Tiền Giang rất cao chẳng hạn nh− giá trị LD50 của Fenobucarb từ 912,9 – 6125,2, của Fipronil từ 38,1 – 83,4, của Imidacloprid từ 384,3 – 405, 6

3 Đối tượng, địa điểm, nội dung và phương pháp

nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của chúng tôi gồm:

- Rầy nâu (Nilaparvata lugens Stal) thuộc các quần thể tự nhiên được thu thập ở các địa điểm nghiên cứu: Quất Lưu - Bình Xuyên – Vĩnh Phúc, Nghĩa Tân - Nghĩa Hưng – Nam Định, Tô Hiệu - Thường Tín – Hà Nội

- Dòng rầy nâu mẫn cảm được Viện BVTV nhân nuôi từ năm 2007 có nguồn gốc từ dòng rầy của Nhật Bản nuôi từ năm 1989

3.1.1 Các trang thiết bị, dụng cụ nghiên cứu

- Nhà lưới, lồng lưới (bao gồm lồng to có kích thước 60x60x120 cm, lồng nhỏ có kích thước 40 x 40 x 60 cm), các trang thiết bị cần thiết khác phục vụ cho nghiên cứu trong phòng thí nghiệm như điều hoà nhiệt độ, máy hút ẩm, lọ thủy tinh, micro pipet, mycro syrine, bình CO2

ảnh 5: Máy nhỏ giọt Mycro syrine

- Các dụng cụ phục vụ cho thí nghiệm ngoài đồng ruộng như khay, cốc

đong và dụng cụ để pha thuốc trừ sâu có độ chính xác cao, bình phun thuốc trừ sâu loại 10 lít

3.1.2 Thuốc trừ sâu thử nghiệm

Trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng 3 loại thuốc trừ sâu đ5 và đang

được nông dân trồng lúa ở các địa điểm nghiên cứu sử dụng nhiều trong việc phòng trừ sâu hại lúa, đó là các thuốc:

1 Bassa 50 EC: thuộc nhóm độc II, trong 100 ml thuốc thương phẩm

có chứa 50 gam hoạt chất Fenobucarb Thuốc thuộc nhóm thuốc carbamate Thuốc kìm h5m hoạt động của enzim Acetylcholin esterase quá trình thủy phân enzim AchE sẽ tạo ra kích thích hoạt động của chất dẫn truyền xung

động thần kinh Acetylcholine trên xinap khiến côn trùng có thể bị tử vong Thuốc có đặc tính tiếp xúc không có tác dụng nội hấp

2 Confidor 700 WG: thuộc nhóm độc II, trong 100 g thuốc thương phẩm có chứa 70 gam hoạt chất Imidacloprid Thuốc thuộc nhóm thuốc Neonicotinoid Thuốc tác động đến thần kinh trung ương, làm tê liệt thụ quan nicotin-axetylcolin màng sau xinap Thuốc có đặc tính tác dụng nội hấp, tiếp xúc và vị độc

3 Regent 800 WG: thuộc nhóm độc II, loại thuốc này chứa 80 gam hoạt chất Fipronil trong 100 g thuốc thương phẩm Thuốc này thuộc nhóm Phenylpyrazol, thuốc có tác động ức chế hoạt động của GABA, chất điều khiển kênh ion Chloride nằm trên tế bào thần kinh xinap dẫn đến làm ngưng dòng ion đi qua Có hiệu lực cao với các loài sâu hại đ5 hình thành tính kháng thuốc với các nhóm Lân hữu cơ, Pyrethroid, Cacbamat thuốc có đặc tính tiếp xúc, vị độc

3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

3.2.1 Địa điểm

Thí nghiệm trong phòng: các nghiên cứu trong phòng được tiến hành tại Phòng thí nghiệm - Trung tâm Kiểm định và khảo nghiệm thuốc Bảo vệ thực vật phía Bắc - Cục Bảo vệ thực vật

Các nghiên cứu thực địa: địa điểm thu thập mẫu và tiến hành các thí

nghiệm ngoài đồng ruộng tại 3 địa điểm là những vùng trồng lúa có mức độ thâm canh cao và có điều kiện khí hậu đặc trưng

- Thường Tín - Hà Nội: đây là một huyện có diện tích trồng lúa lẫn cây mầu lớn của tỉnh Hà Tây cũ, cách Hà Nội 15 km về phía Nam

- Nghĩa Hưng – Nam Định: là một huyện nằm gần biển của tỉnh Nam

3.3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Điều tra diễn biến mật độ rầy nâu trên đồng ruộng

Thời gian điều tra: định kỳ 7 ngày 1 lần trong suốt vụ xuân 2009

Phương pháp: tiến hành theo phương pháp của Cục Bảo vệ thực vật (1987) [3], Viện Bảo vệ thực vật (2000) [23] Cụ thể như sau:

Tại mỗi địa điểm nghiên cứu chọn 3 ruộng khác nhau và cách nhau khoảng 300 mét, mỗi ruộng chọn 5 điểm trên 2 đường chéo góc Tại mỗi điểm

điều tra 4 khóm, mỗi khóm dùng khay tráng dầu có kích thước 20 cm x 20 cm

đập 2 đập, đếm số rầy nâu có trong khay

Chỉ tiêu theo dõi: mật độ (con/khóm)

3.3.2 Điều tra tình hình sử dụng thuốc trừ sâu trên lúa của nông dân

Phương pháp: sử dụng phương pháp phỏng vấn trực tiếp trên đồng ruộng đối với nông dân (29-35 nông dân/điểm nghiên cứu) dựa trên một bộ

mẫu các câu hỏi (phụ lục) Bộ câu hỏi này nhằm thu thập các thông tin sau:

- Các loại thuốc bảo vệ thực vật nông dân đ5 và đang sử dụng để trừ sâu hại lúa trên đồng ruộng của họ

- Số lần phun thuốc trong một vụ lúa

- Khoảng cách giữa hai lần phun thuốc

- Phương thức sử dụng thuốc của nông dân

3.3.3 Thu thập và nhân nuôi rầy nâu

Chuẩn bị mạ: sử dụng giống Nhị ưu 63

ảnh 6: Chuẩn bị mạ để nhân nuôi rầy Thu thập rầy cái cánh ngắn ngoài đồng ruộng bằng ống nghiệm hoặc ống hút chuyên dụng Sau đó rầy cái được thả vào các khay mạ (2 tuần tuổi)

để lấy trứng Các khay được thay sau 24 h để đảm bảo mức độ đồng đều vê tuổi của rầy nâu sau này Các khay mạ sau khi cho rày trưởng thành đẻ trứng

được cách ly hoàn toàn với các quần thể rầy nâu bằng lồng có kích thước 120

cm x 60 cm x 60 cm và được chăm sóc cho tới khi rầy nâu phát triển thành trưởng thành để dùng cho thí nghiệm Số rầy trưởng thành không dùng làm thí nghiệm thì tiếp tục được nhân nuôi trong phòng thí nghiệm của Trung tâm KĐ

và KN thuốc BVTV phía Bắc để làm tăng số lượng rầy lên cho đến thế hệ thứ

5, sau đó thì tiêu hủy toàn bộ

ảnh 7: Các quần thể rầy nâu tự nhiên được cách ly với nhau bằng các

lồng chuyên dụng

Đối với dòng rầy nâu mẫn cảm cũng được nuôi trong lồng kính cho đến lúc rầy trưởng thành rộ tiến hành đưa các khay mạ (10-14 ngày sau gieo) để lấy trứng Sau đó các khay mạ này được cách ly hoàn toàn với các nguồn rầy nâu khác cho đến khi có rầy nâu trưởng thành mới bắt đầu tiến hành thí nghiệm 3.3.4 Xác định mức độ mẫn cảm của rầy nâu đối với một số thuốc trừ sâu

Chỉ tiêu: giá trị LD50 và LD95

Phương pháp xác định LD50 và LD95: Sử dụng phương pháp nhỏ giọt của T.S Matsumura đ5 được IRRI công nhận để thử tính kháng thuốc của rầy nâu (Matsumura 2009) [50] Việc đánh giá tiến hành trên rầy trưởng thành cái cánh dài từ thế hệ thứ nhất đến thế hệ thứ năm Các bước tiến hành như sau:

- Thuốc dùng để làm thí nghiệm trong phòng đều là thuốc kỹ thuật với hàm lượng hoạt chất từ 97% - 98%, mỗi 1 loại thuốc được tính toán với độ lệch CF sao cho sau khi tính toán sẽ được 1 lượng thuốc với 100% là hoạt chất cần để thử Công thức tính CF như sau:

CF = 100% / % a.i của thuốc ban đầu

Để chuẩn bị 1 lượng thuốc với hàm lượng là 10000 ppm trong 2,5 ml dung dịch aceton thì ta có công thức tính toán như sau:

V1: thể tích liều thuốc 1 dùng để pha chế

V2: thể tích liều thuốc 2 dùng để pha chế

ở đây chúng tôi tiến hành pha lo5ng nồng độ sau bằng 1/2 nồng độ trước Sau khi pha lo5ng nồng độ bắt đầu tiến hành thử mức độ mẫn cảm của rầy nâu trưởng thành cánh dài Đầu tiên chúng tôi tiến hành thử thăm dò: giai