Sinh vật chỉ thị môi trường

CHƯƠNG 1 SINH VẬT CHỈ THỊ Ý tưởng dùng sinh vật để làm chỉ thị cho tính chất môi trường sống của chúng phổ biến hiện nay, và từ indicator hoặc indicator species có thể sử dụng và được hi

CHƯƠNG 1 SINH VẬT CHỈ THỊ

Ý tưởng dùng sinh vật để làm chỉ thị cho tính chất môi trường sống của chúng phổ biến hiện nay, và từ indicator hoặc indicator species có thể sử dụng và được hiểu theo nhiều cách khác nhau

Thí dụ một số loài được biết là có nhu cầu riêng biệt với hàm lượng chất dinh dưỡng hoặc với mức độ oxy hòa tan trong thuỷ vực khác nhau Điều này khi được xác định rõ sự hiện diện của các loài riêng biệt trong môi trường chúng sống sẽ phản ảnh điều kiện xác định hoặc các thông số về môi trường trong khoảng giới hạn chịu đựng của chúng Khái niệm vật chỉ thị này có thể phát triển hơn nữa không phải chỉ là sự ghi nhận đơn giản về sự hiện diện hoặc vắng mặt của loài Một vài sinh vật chỉ thị tiếp tục tồn tại trong môi trường bị ô nhiễm nhưng phải chịu đựng những stress về vật lý làm cho tỉ lệ tăng trưởng giảm, khã năng sinh sản kém hoặc tập quán sống sẽ thay đổi Đây chính là một sự xét nghiệm sinh học của sự ô nhiễm môi trường và cho phép chúng ta khám phá ra sự thay đổi và có thể ước lượng cường độ của nó, vật chỉ thị sẽ trở thành vật cảm quan sinh học cho sự nhiễm bẩn này hoặc được gọi là stressor

Khái niệm khác với từ biological indicator là khái niệm sinh vật tích lũy vật chất trong mô của chúng theo cách như thế nào đó phản ứng với các chất ô nhiễm Lúc này vật chỉ thị được thu và qua phân tích mô của chúng về mặt hóa học thì có thể ước lượng nồng độ môi trường tồn tại Như sinh vật được gọi là bio-accumulators cuả các chất này và chúng thường có lợi riêng biệt khi các chất này có mức độ rất thấp trong môi trường

Trong các thuỷ vực nước ngọt, trước đây cách tiếp cận phổ biến nhất thường dùng đó là từ indicator bằng sự cảm quan của giấy qùy sinh học (giấy nhuộm quỳ dùng để thử xem một dung dịch là acid hoăc kiềm) Một số nhà nghiên cứu đã sử dụng phân tích hóa học tế bào mô xem như là ý nghĩa đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường trong nước ngọt

I CHỈ THỊ

Chỉ thị loài bao gồm các loài mẫn cảm với điều kiện sinh lý và sinh hóa Nói chung là sự hiện diện và thay đổi số lượng các loài chỉ thị sự ô nhiễm và xáo trộn của môi trường Vài loài địa y được biết như là loài chỉ thị sự mẫn cảm với ô nhiễm

SO2 Việc sử dụng các loài cây này như là chỉ thị sinh vật của sự ô nhiễm không khí cũng đã được biết cách đây 130 năm

Cũng như từng cá thể loài phản ứng như là vật chỉ thị môi trường, vài nhóm cây, con cũng là vật chỉ thị cho một số điều kiện môi trường nào đó Đặc tính của các nhóm thực vật phát triển trên đất serpentine có nồng độ calcium thấp và magne cao trong môi trường là một thí dụ điển hình của nhóm cây chỉ thị môi trường Tại Bắûc Mỹ, ở đất serpentine thường chỉ có các nhóm cây phát triển rời rạc và lùn là Quercus durata va cupressus sargentii Vài loài cây không thể nào chống chịu được sự xáo trộn và có thể là các cây chỉ thị cho tuổi của rừng cây Tại Anh quốc, Hội bảo tồn rừng quốc gia phát triển một phương pháp thu thập dữ liệu và xếp nhóm các giá trị của các loại cây gỗ qúi hiếm tại phía nam Anh quốc

Các chỉ thị sinh học có thể được sử dung trong đánh giá sinh thái, đặc biệt là trường hợp của nhóm quần thể chỉ thị điều kiện khu vực cần thiết phải được bảo tồn Chỉ thị loài cũng được dùng trong điều kiện đánh giá môi trường và trong việc sử dụng để làm bản đồ về sự mẫn cảm đối với môi trường

Các chỉ thị sinh vật môi trường khác nhau có thể xếp thành nhóm theo những tiêu đề sau:

1.Tính chất mẫn cảm (Sentinels) : các loại mẫn cảm đặc trưng cho các điều kiện không điển hình như là các công cụ để dự đoán môi trường

2.Các công cụ thăm dò (Detector) : những loài xuất hiện tự nhiên trong môi trường có thể dùng để đo đạc sự phản ứng và thích nghi đối với sự thay đổi của môi trường (thay đổi tuổi, nhóm loài, giảm kích thước quần thể, tập quán sống ) Đất hoang hóa (heathland) thường đặc trưng của đất nghèo các chất dinh dưỡng và vài loài cây có thể được sử dụng làm các chỉ thị cho kiểu đất rừng

3 Các công cụ khai thác (Exploiter): Các loài có thể chỉ thị cho sự xáo trộn hay ô nhiễm môi trường thí dụ các tập quán của các loài thủy sinh vật, sự hiện diện của các loài giun và các loài giun đỏ chỉ thị sự ô nhiễm của môi trường

4.Các công cụ tích lũy sinh học (Accumulator): các loài tích lũy sinh học bao gồm hóa chất trong mô của chúng thí dụ các loài địa y

5.Các sinh vật thử nghiệm (Bioassay): Các sinh vật chọn lọc đôi khi có thể được sử dụng như là các chất trong phòng thí nghiệm để xác định sự hiện diện hoặc và nồng độ các chất ô nhiễm

II.CHỈ SỐ

Có nhiều thử nghiệm lý thú nhằm thử đo đạc tính chất của môi trừơng Các thử nghiệm này thường được thực hiện dựa trên ảnh hưởng của sự ô nhiễm môi trường và bằng sự phân hủy môi trường Tại USA, kể từ năm 1970 đã có nhiều tiến bộ và kết qủa về tình trạng môi trường Thí dụ Ủy Ban Về Chất Lượng Môi Trường và Hiệp Hội Bảo Vệ Các Loài Hoang Dã Quốc Gia (NWF) đã xuất bản một báo cáo về ý kiến của công chúng về các vấn đề liên quan đến môi trường Đó là mốc đầu tiên của thử nghiệm nhằm khảo sát tính chất của môi trường Sau đó một chương trình được thực hiện bởi NWF cũng được thực hiện phối hợp với NWF (National Wildlife Federation)

Các đánh giá sinh thái đã được thực hiện để nghiên cứu về sự mẫn cảm của một khu vực khảo sát nào đó đối với vài sự thay đổi môi trường và ảnh hưởng đến một vài vùng lân cận của hệ sinh thái Sự lan rộng có thể làm ô nhiểm và gây thiệt hại được diễn đạt dưới chỉ số môi trường hay chỉ số sinh học

Các thí dụ về chỉ số sinh học bao gồm cả các chỉ số dùng để quan trắc chất lượng nước trên cơ sở các loài chỉ thị và mực độ mẫn cảm của các loài chỉ thị đối với sự ô nhiễm của môi trường Thí dụ vào năm 1964, Woodiwiss mô tả một chỉ thị sinh học, rất dễ dàng tính toán, dựa vào các chỉ thị loài và cân trọng lượng của chúng dựa trên số nhóm loài nào đá trong mối quan hệ giữa sự mẫn cảm của chúng đối với sự ô nhiễm hữu cơ Số lượng nhóm sinh vật với sự hiện diện hoặc vắng mặt của vài chỉ thị loài được dùng để tính toán chỉ số Chỉ số này, ngày nay được biết như là chỉ số sinh học, có các trị số xếp loại từ 0 (bị ô nhiễm nặng chất hữu cơ) và 15 (hoàn toàn không bị ô nhiễm) Dễ dàng sử dụng và có hiệu qủa, loại chỉ số này được sử dụng phổ biến tại Anh quốc

Hiện nay việc xác định quản lý chất lượng nước để đánh giá tài nguyên cho cung cấp nước uống, quản lý và kiểm soát nguồn nước thải (effluent discharges) và bảo vệ nghề nuôi trồng thuỷ sản được quan tâm nhiều và là vấn đề kha phổ biến

Mới đây, việc quản lý về mặt sinh học trở nên quan trọng hơn ở Vương quốc anh, và không nghi ngờ gì nữa, công tác này phụ giúp cho việc bảo tồn thiên nhiên

Trong các sinh vật chỉ thị chọn lọc cho việc bảo vệ môi trường, các thuộc tính sau đây có thể phù hợp riêng biệt

Dĩ nhiên sinh vật chỉ thị có thể chỉ ra một cách rõ ràng do sự hiện diện của chúng trong điều kiện môi trường xác định bởi các thông số giới hạn Những sinh vật chỉ thị cho môi trường thường được đề cập bởi những tính chất sau:

a.Vật chỉ thị dễ dàng định loại (readily indentified)

b.Dễ thu mẫu : không cần thiết nhiều thao tác hoặc thiết bị tốn kém và có thể định lượng (quantitative)

c.Có phân bố toàn cầu (cosmopoltan distribution)

d.Kết hợp với các dẫn liệu tự sinh thái học phong phú (abundant autoecology data), đây là sự trợ giúp đáng kể trong kết quả điều tra phân tích và phát hiện ô nhiễm

e.Có tầm kinh tế quan trọng như là tài nguyên hoặc vật gây hại : loài có giá trị kinh tế quan trọng (cá) hoặc là vật có hại (một số loài rong)

f.Có khã năng tích trữ chất ô nhiễm, đặc biệt là phản ảnh mức độ môi trường vì sự phân bố của chúng liên quan tới mức độ ô nhiễm môi trường

g.Dễ dàng nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, cũng như được nghiên cứu thí nghiệm về tính thích ứng của chúng đối với chất ô nhiễm và môi trường quan sát h.Có tính biến dị thấp, về mặt di truyền cũng như vai trò của chúng trong quần xã sinh vật (quần xã là tập hợp của các quần thể của các loài sống trong một vùng địa lý nhất định)

Các nhóm sinh vật chỉ thị chính :

nhiễm do thuốc trừ sâu hoặc môi trường bị ô nhiễm kim loại nặng, mặc dù đồng là một trường hợp ngoại lệ

Đối với Bacteria thì khó phân biệt giữa tế bào sống và tế bào đã chết

4.Macroinvertebrates

Macroinvertebrates tạo nên một tập hợp động vật không đồng nhất

Thu mẫu định tính của Benthic macroinvertebrates (nhóm động vật không xương sống ở nền đáy) thì tương đối dê,ù phương pháp luận tiến bộ và trang thiết bị đầu tư không nhiều Các khóa phân loại thì phù hợp cho hầu hết các nhóm mặc dù một số còn gặp khó khăn trong định loại, đáng kể là ấu trùng muỗi Chironomid, một số ấu trùng Trichoptera và giun ít tơ (Oligochaeta)

Thu mẫu định lượng thì khó do sự phân bố rãi rác trong chất nền đáy do vậy cần phải thu một số lượng lớn mẫu để có thể ước lượng hợp lý của mật độ quần thể

Nhóm này với nhiều đặc điểm thuận lợi là có nhiều phương pháp phân tích số liệu, bao gồm các chỉ số ô nhiễm (pollution indice) và chỉ số đa dạng

IV CÁC THÔNG SỐ SINH VẬT CHỈ THỊ

Đặc điểm sinh học của nguồn nước tự nhiên

1.Tảo

Là loại thực vật có khã năng quang hợp, có loại đơn bào, có loại nhánh dài Tảo thuộc loại thực vật phù du phytoplankton Tảo làloại sinh vật tự dưỡng, chúng sử dụng carbonic hoặc carbonat làm nguồn carbon và sử dụng các chất dinh dưỡng vô

cơ như phosphate và nitơ để phát triển

E

CO2 + PO43- + ă phát triển tế bào mới + O2

Trong quá trình phát triển của tảo có sự tham gia của một số nguyên tố vi lượng như magne, bo,coban và canxi Một số tảo lam, lục có khã năng cố định nitơ khi muối nitơ vô cơ không đủ Tảo có màu xanh là do chất diệp lục chlorophyll đóng vai trò quan trọng trong quá trình quang hợp

Tảo phát triển mạnh trong nguồn nước ấm, chứa nhiều chất dinh dưỡng như nitơ, phospho từ nước thải sinh hoạt, công nghiệp thực phẩm và phân bón Do vậy nhiều loài tảo có thể được sử dụng là chỉ thị sinh học để đánh gía chất lượng nước tự nhiên

2.Thực vật lớn

Trong nguồn nước còn có các loại thực vật lớn macrophyte như các loại bèo, lau sậy Chúng cũng phát triển mạnh ở vùng nước tù hãm chứa nhiều chất dinh dưỡng Do vậy cùng với tảo, rong, bèo là các thực vật chỉ thị cho hiện tượng phú dưỡng hóa eutrophication

3.Động vật đơn bào

Động vật đơn bào protozoa là các loài động vật trong nước chỉ có 1 tế bào và cũng được sinh sản theo cơ chế phân bào Chúng sử dụng chất hữu cơ rắn làm thực phẩm Protozoa đóng vai trò quan trọng trong dây chuyền thực phẩm

4.Cá

Cá là động vật máu lạnh Có nhiều loại cá khác nhau cùng tồn tại trong một thuỷ vực với các đặc điểm khác nhau về hình thể, nguồn thức ăn, nơi sinh sản phát triển và khã năng thích nghi với môi trường Chính vì vậy nhiều loài cá có thể được sử dụng như chỉ thị sinh học để xác định lượng nước và ô nhiễm nguồn nước

Các nguyên sinh động vật, động vật đa bào, các loài nhuyễn thể và tôm, cá là thành phần động vật thường có mặt trong nguồn nước tự nhiên Sự phát triển về chủng loại và số lượng cá thể của động vật trong nước phụ thuộc rõ rệt vào chất lượng nước và mức độ ô nhiễm nước Do vậy nhiều loài thuỷ động vật chỉ thị cho đặc điểm chất lượng nước Thí dụ nguồn nước bị ô nhiễm do các chất hữu cơ dẫn đến sự giảm trước hết số chủng loại và số cá thể các loại động vật sống ở tầng nước trên sau đó đến các loại động vật sống ở đáy Việc acid hóa nguồn nước đến độ pH 4,5-5 làm suy gỉam lượng trứng cá và các loại tôm cá nhỏ so với nguồn nước có pH trung tính Độ pH gỉam dưới 4 hầu hết các loại cá ăn nổi bị biến mất

Việc thay đổi độ mặn của nguồn nước cũng được dễ dàng đánh giá qua việc xác định sự tồn tại và phát triển các thuỷ động vật Chỉ thị sự phân bố sinh vật theo độ mặn thể hiện như sau :

Độ mặn (ppt) Phân loại về mặt sinh thái các loại thuỷ sinh phân bố theo

5.Vi sinh vật chỉ thị ô nhiễm phân

Có 3 nhóm vi sinh vật chỉ thị ô nhiễm phân:

Nhóm coliform đặc trưng là Escherichia coli (E.coli)

Nhóm Streptococci đặc trưng là Streptococcus faecalis

Nhóm Clostridia khử sulphite đặc trưng là Clostridium perfringents

Sự có mặt của các vi sinh này chỉ tình trạng nước bị ô nhiễm phân, như vậy có nghĩa là có thể có vi trùng gây bệnh và ngược lại nếu không có các vi sinh chỉ thị phân có nghĩa là có thể không có vi trùng gây bệnh do phân

Trong 3 nhóm vi sinh chỉ thị trên nhóm coliform thường được phân tích vì:

-chúng là nhóm vi sinh quan trọng nhất trong việc đánh gía vệ sinh nguồn nước và có đầy đủ các tiêu chuẩn của loại vi sinh chỉ thị lý tưởng

-chúng có thể được xác định trong điều kiện thực địa

-Việc xác định coliforms dễ dàng hơn xác định các vi sinh khác Chẳng hạn các qui trình xác định streptococci cần thời gian ổn nhiệt lâu còn việc xác định clostridia cần phải tiến hành ở 80oC và lên men hai lần nên trong điều kiện thực địa khó xác định hai loại vi sinh chỉ thị này

Trong nhóm coliform có một số loại có khã năng lên men lactose khi nuôi cấy

ở 35oC hoặc tạo ra acid, aldehid và khí trong vòng 48g Có một số loại có khã năng lên men lactose ở 44oC hoặc 44,5oC (nhóm coliform chịu nhiệt) Thuộc loại này có E.Coli

6.Các thông số thuỷ sinh

Để đánh giá mức độ ô nhiễm nước do chất thải sinh hoạt, ngoài các thông số hóa, lý, ta cần quan trắc các vi sinh chỉ thị : Feacal coliform, tổng coliform và các sinh vật gây bệnh

Trong trường hợp đánh gía tác động của ô nhiễm đến hệ sinh thái nước ta cần quan trắc bổ sung về các thông số thuỷ sinh sau đây :

-Thời gian phát triển khá lâu (vài tuần đến vài tháng)

-Dễ thu mẫu, dễ phân loài

Động vật đáy không xương sống được sử dụng như chỉ thị sinh học để đánh giá chất lượng nước do các nguyên nhân sau:

· Ô nhiễm hữu cơ với sự suy giảm oxy hòa tan

· Ô nhiễm do các chất dinh dưỡng

· Ô nhiễm do kim loại nặng và hoá chất BVTV

Ô nhiễm do các tác nhân này sẽ làm thay đổi quần thể động vật đáy Ngoài ra việc

ô nhiễm do kim loại nặng, hóa chất BVTV còn được phát hiện dễ dàng qua việc xác định tồn lưu các chất này trong động vật đáy

Ở nhiều quốc gia châu Âu, chỉ số quan trắc sinh học BMWP (Biological Monitoring Working Party) được sử dụng để đánh giá chất lượng nước Hệ thống chỉ số BMWP chính là dựa vào sự xác định số loài và phân bố của động vật đáy không xương sống để phân loại mức độ ô nhiễm nước

6.2.Phiêu sinh thực vật (phytoplankton)

Một số phiêu sinh thực vật có khã năng chỉ thị ô nhiễm nguồn nước do :

-Ô nhiễm chất hữu cơ (gây kiệt oxy hòa tan)

-Phú dưỡng hóa

-Ô nhiễm do hóa chất độc (kim loại nặng, hóa chất BVTV, hydrate đa vòng)

-Ô nhiễm do dầu mở

6.3.Phiêu sinh động vật (zooplankton)

Động vật phù du là một mắc xích trong chuỗi thức ăn tự nhiên Đây là loài thức ăn giàu chất dinh dưỡng và năng lượng cho nhiều loại cá ở giai đoạn ấu trùng Ngòai

ra đây là các sinh vật chỉ thị nước bẩn

CHƯƠNG 2 : CÁC THIÊN ĐỊCH TRONG MÔI TRƯỜNG

I.Vai trò cuả thiên địch trong hệ sinh thái và trong môi trường

Thiên địch là các côn trùng có lợi trong tự nhiên gồm nhiều loài khác nhau, thể hiện sự đa dạng sinh học trong môi trường tự nhiên Sự hiện diện với thành phần đa dạng và phong phú đặc trưng cho môi trường không hoặc ít bị ô nhiễm do sự thay đổi môi trường về nhiều khiá cạnh khác nhau Thành phần và số lượng của thiên địch cũng cho thấy vai trò rất quan trọng trong sự cân bằng sinh thái Các côn trùng có lợi có sẵn trong tự nhiên sẽ giúp kiểm soát các dịch hại, côn trùng bất lợi cho hệ thống canh tác

Tại Đồng bằng sông Cửu Long, diện tích canh tác nông nghiệp, đặc biệt là cây trồng rất lớn Ngoài ra, do áp lực gia tăng dân số, diện tích đất nông nghiệp ngày càng thu hẹp, các hệ thống canh tác thâm canh sử dụng nhiều phân bón, thuốc trừ sâu áp dụng rất phổ biến Bên cạnh đó, việc canh tác nhiều vụ trong năm, nhiều nơi canh tác 7vụ trong 2 năm, lượng hoá chất được sử dụng rất lớn Những biện pháp kỹ thuật canh tác này đã gây ô nhiễm môi trường vì ảnh hưởng trực tiếp đến các thiên địch, làm giảm mật số,giảm thành phần loài Sự ô nhiễm cũng làm ảnh hưởng các thuỷ sinh động thực vật trong nước và các hệ động vật trong đất và đặc biệt là chuỗi thức ăn cuả nhiều động vật bậc cao Thiên địch là những côn trùng dễ dàng nhận diện trong các hệ thống canh tác như ong,kiến,nhện,ruồi,bọ xít, bọ rùa Những loài thiên địch này rất dễ dàng bị tiêu diệt bằng hoá chất trong môi trường thâm canh do đó chúng là các chỉ thị môi trường rất tốt

Ngày nay, với những thành tựu trong công nghệ sinh học người ta đã ứng dụng hiệu quả cuả các sinh vật có lợi để sản xuất công nghệ các sinh vật này hằng loạt, để đưa vào môi trường nhằm mục đích kiểm soát hữu hiệu và có kinh tế hơn các côn trùng gây hại cho sản xuất Cũng trong chiều hướng ü phát triển công kỹ nghệ, các nhà khoa học đã khuyến cáo chương trình phòng trừ tổng hợp dịch hại IPM (intergrated pest management), nhằm hạn chế việc sử dụng thuốc trừ sâu, gây ảnh hửơng đến tập đoàn côn trùng có ích trong môi trường

Các thiên địch là các sinh vật chỉ thị môi trường rất rõ Sự phát hiện các thành phần loài khác nhau và mật độ của chúng, đặc biệt ở những vùng nông nghiệp

thâm canh có sử dụng nhiều phân bón thuốc trừ sâu, sẽ giúp chúng ta đánh giá,dự báo và quản lý môi trường hữu hiệu

II.Thiên địch của các loài sâu hại lúa quan trọng

Trong thiên nhiên các loại sâu hại lúa luôn bị một số kẻ thù gây hại cho chúng, được gọi là “thiên địch ‘ Nói chung “ thiên địch “của côn trùng bao gồm :

-Yếu tố thời tiết như : nắng , gió , mưa, bão, nhiệt độ , ẩm độ Các yếu tố này ảnh hưởng trưc tiếp đến côn trùng làm chúng giảm mật số cũng như khả năng sinh sản -Động vật có xương sống như : ếch nhái chim cá

Các loại nấm, vi khuẩn gây bệnh cho côn trùng Chúng có khả năng sống tương đối lâu trên quần thể ký chủ hay môi trường, có khả năng lây lan theo nguồn nước hoặc không khí Mặc dù khả năng tiêu diệt côn trùng không cao lắm nhưng chúng góp phần đáng kể trong việc giảm mật số côn trùng trên đồng ruộng

-Côn trùng ký sinh Là nhóm côn trùng ký sinh thường thuộc các bộ ong và ruồi Khả năng ký sinh của chúng tương đối hẹp vì chỉ có giai đoạn ấu trùng của chúng mới gây hại cho con mồi Còn giai đoạn thành trùng chúng sống bằng mật hoa Đặc điểm của nhóm côn trùng ký sinh là :

Kích thước cơ thể nhỏ hơn con mồi

Ký chủ của các loại ký sinh không rộng

Côn trùng hoặc sinh vật ăn thịt Nhóm này gồm các loài nhện, côn trùng thuộc các bộ cánh cứng, cánh nữa cứng, chuồn chuồn Đặc điểm của nhóm này là :

Kích thước cơ thể thường to hơn con mồi

Một cá thể có thể ăn nhiều con mồi trong một ngày

Chúng hoặc ăn cả con mồi hoặc chích hút chất dịch của cơ thể con mồi

Cả thành trùng và ấu trùng đều tấn công được con mồi

III Thiên địch của các loài rầy

1 Các loại ăn thịt :

a) Các loại nhện :

Nhện có ích trên ruộng lúa gồm hai nhóm :

Nhóm chăng lưới có khả năng săn mồi kém vì đợi con mồi rớt trúng lưới hoặc bay trúng lưới mới bắt ăn

Nhóm không chăng lưới có khả năng bắt mồi nhiều hơn nhóm trên vì chúng có thể săn đuổi con mồi Phổ biến trong nhóm này và xuất hiện nhiều trên ruộng lúa là loài lycosapseudoannulta ( Boesenberg- Strand ), thuộc họ Lycosidae, bộ Araneae Loài này di chuyển rất nhanh và đến định cư nhanh chóng trên ruộng lúa khi có các loại sâu rầy xuất hiện Chúng có đời sống tương đối dài và khả năng sinh sản cao Một con nhện cái có thể sống đến 3-4 tháng và đẻ 300-400 trứng.Loài này thường sống ở gốc cây lúa; ngoài các loại rầy, nhện trưởng thành còn có thể ăn nhiều loại côn trùng khác, kể cả bướm sâu đục thân Một con nhện có thể tiêu thụ 5-15 con mồi trong một ngày

b) Các loại bọ rùa thuộc họ Coccinellidae, bộ cánh cứng ( Coleoptera )

“Bọ rùa “ là những côn trùng có khả năng ăn mồi cao Âúu trùng loài Coccinella septempunctata trong suốt thời gian phát triển có thể tiêu thụ đến 665 rầy nâu và ấu trùng tuổi lớn trong một ngày đêm có thể ăn 60-150 rầy nâu “ Bọ rùa “ ăn được rất nhiều loài côn trùng, có thể đến 38 loài sâu rầy khác nhau Nhóm bọ rùa có ích tại việt nam có thể đến 165 loài phân bố theo từng vùng địa lý khác nhau Trong điều kiện khí hậu nước ta, bọ rùa có ích hầu như phát triển quanh năm Một con bọ rùa cái có thể đẻ 150-200 trứng màu vàng lợt hoặc vàng cam khi mới đẻ, chuyển thành màu xám khi sắp nở Âúu trùng bọ rùa rất linh hoạt và có khả năng tấn công các loài rầy mạnh hơn thành trùng Một ấu trùng bọ rùa có thể ăn 5-10 ấu trùng hoặc thành trùng trong một ngày

c) Các loài kiến ba khoang :

Trên ruộng lúa có hai loài “kiến ba khoang “ phổ biến là :

Peaderus fuscipes ( Curtis ) thuộc họ cánh ngắn ( Staphylinidae )

Ophionea indica ( Schmiđt- Goebel ) thuộc họ chân chạy ( Carabidae )

Hai loài trên thuộc loại cánh cứng ( Coleoptera )

Các loài trên được gọi là “ì kiến ba khoang” vì cơ thể có các sọc ngang màu xanh dương đậm xen kẽ với màu nâu đỏ Loài P fuscipes ( Curtis ) có kích thước cơ thể nhỏ ; cánh ngắn , màu xanh dương đậm, chỉ dài đến phân nữa thân mình, vì cơ thể nhỏ nên loài này rất nhanh nhẹn, săn bắt con mồi dễ dàng, vì vậy khả năng ăn mồi nhiều; hơn nửa chúng còn có thể lội trong nước, và có khả năng ăn bông phấn lúa,đây là giai đoạn cây lúa thu hút nhiền loại côn trùng nên khả năng tiêu diệt sâu hại của chúng tương đối cao Trong khi đó loài O indica Schmiđt - Goebel có kích thước cơ thể to hơn loài trên, cánh che phủ cả thân, nhưng khả năng săn mồi kém hơn vì di chuyển chậm và chỉ hoạt động mạnh vào ban đêm và chúng chỉ sống được trên ruộng lúa có nước ít

d) Bọ xít mù xanh:

Tên khoa học : Cyrtorhinus lividipennis Reuter

Họ : Miridae

Bộ : Cánh nữa cứng ( Hemiptera )

Bọ xít có chu kỳ sinh trưởng 20-25 ngày Mỗi con cái đẻ 10-15 trứng vào bên trong bẹ lá lúa Đây là loài tấn công trứng rầy quan trọng.Cả ấu trùng và thành trùng dùng vòi chích vào trừng rầy hút hết chất dịch bên trong làm trứng bị rỗng > Thành trùng còn tấn công cả ấu trùng và thành trùng các loại rầy Mỗi ngày một con bọ xít có thể tiêu thụ 7-10 trứng rầy hay 1-5 con rầy

e) Bọ xít nước :

Tên khoa học : Microvelia atrolineata bergroth

Họ : Veliidae

Bộ : Cánh nữa cứng ( Hemiptera )

Bọ xít có chu kỳ sinh trưởng 25-30 ngày và có thể sống đến 1-2 tháng Một con cái có thể đẻ 20-30 trứng vào thân cây lúa , gần mặt nước Khả năng ăn mồi của loài này tương đối hẹp vì chúng chỉ tấn công được những con mồi rớt xuống nước Cả thành trùng và ấu trùng đều sống trên mặt nướcvà tấn công con mồi bằng cách chích vào cơ thể con mồi chất độc làm con mồi tê liệt và sau đó hút hết chất dịch bên trong > một con bọ xít nước có thể tiêu thụ 4-7 con rầy trong một ngày Chúng chỉ sống được trong những ruộng đủ nước

g) Bọ xít nước :

Tên khoa học : Mesovelia sp

Họ : Mesoveliidae

Bộ : Cánh nữa cứng ( Hemiptera)

Loại này thường sống trong ruộng có đủ nước , con trưởng thành có màu xanh lợt,

to hơn loài Microvelia atrolineata nhưng số lượng ít hơn Âúu trùng và thành trùng bọ xít này chủ yếu cũng ăn các loại sâu rầy rớt xuống nước

h) chuồn chuồn kim :

Tên khoa học : Agriocnemis spp

Bộ : chuồn chuồn ( Odonata )

Đây là loài chuồn chuồn nhỏ cánh hẹp, con đực có màu sắc đẹp hơn con cái Chuồn chuồn kim non sống dưới nước và có thể trèo lên thân cây lúa để tìm rầy cám Con trưởng thành thường bay là là trên tán lá lúa để tìm các côn trùng bay cũng như các con rầy đậu trên cây

2 Các loài ký sinh :

Đối với các loại rầy, trứng của chúng thường bị “ký sinh “ nhiều hơn ấu trùng và thành trùng, tỉ lệ có thể đến 30% Thành trùng cái của ký sinh dùng râu đầu dò tìm trứng rầy bên trong bẹ hay gân chính của lá và đẻ trứng vào bên trong trứng rầy Trứng rầy bị ký sinh thường thay đổi màu sắcvà có hình dáng không bình thường Âúu trùng ký sinh phát triển và làm nhộng bên trong trứng rầy Các loại ký sinh trứng rầy quan trọng là :

a) Ong Anagrus spp

Họ : Mymaridae

Bộ : Cánh màng ( Hymenoptera )

Ong cái tìm trứng ký chủ bằng cách lấy râu đầu gõ vào thân cây lúa Khi đã phát hiện được ổ trứng chúng dùng bộ phận đẻ trứng chọc vào từng trứng một và đẻ trứng vào bên trong Trứng bị ký sinh sẽ chuyển sang màu cam sẫm trong khi trứng bình thường màu trắng Giai đoạn phát triển của ong từ trứng đến trưởng thành là 60-10 ngày Ong lớn sống 2-6 ngày và một con ong có thể ký sinh 15-30 trứng rầy mỗi ngày

b) Ong Oligosita sp

Họ : Trichogrammatidae

Bộ : Cánh màng ( Hymenoptera 0

Tập quán tìm mồi và ký sinh của loài này tương tự loài trên , nhưng trứng bị ký sinh có màu vàng chanh

Từ trứng đến trưởng thành vủa loài ong này mất khoảng 11-15 ngày Con cái sống 2-5 ngày, mỗi ngày một ong ký sinh 2-8 trứng rầy

c) Ong Gonatocerus spp

Họ : Mymaridae

Bộ : Cánh màng ( Hymenoptera )

Ong cái dùng râu đầu tìm trứng ký chủ và đẻ vào mỗi trứng rầy một trứng Từ trứng đến trưởng thành của loài ong này mất khoảng 6-7 ngày Một ong cái ký sinh trung bình mỗi ngày 8 trừng rầy

trứng vào bên trong cơ thể rầy.Khi lớn , mỗi ong ký sinh non được bọc băng một túi màu đenđến xám lợt nhô ra khỏi bụng ký sinh chủ Sau 7-10 ngày túi bung ra và ong non màu trắng sữa chui ra ngoài, sau đó ong kéo kèn hình bầu dục và làm nhộng trên lá lúa Thông thường loài này xân nhập vào ruộng lúa là do rầy nâu mang các túi trên lưng bay vào hơn là do thành trùng của chúng bay vào

e) Loài Elenchus sp

Họ : Elenchidae

Bộ : Cánh cuốn ( Strepsiptera )

Rầy nâu bị ký sinh mang ấu trùng và thành trùng ký sinh , đang sống trong

cơ thể chúng, vào ruộng lúa Âúu trùng cái pháttriển và làm nhộng ngay trong cơ thể rầy, nhìn bên ngoài chỉ thấy một màu nâu đậmtrên bụng rầy Thành trùng cái nở ra không có cánh, cũng sống bên trong cơ thể rầy, nhưng chỉ có đầu nhô ra khỏi bụng rầy và có thể sống 2-3 tháng Âú trùng đực cũng phát triển bên trong cơ thể rầy nhưng khi làm nhộng thì chui ra ngoài và gắn trên bụng rầy Thành trùng đực có cánh trước có dạng như hình dùi cui, cánh sau mỏng và to giống như hình cái quạt, sau khi nở chúng bay tới bắt cặp với các thành trùng cái khácvì thành trùng cái không bay đuợc Đời sống của thành trùng đực khoảng 2-5 ngày Một con cái có thể sinh 500-2000 con non, khi hết thức ăn chúng bò ra khỏi cơ thể rầy đã chết và tìm con rầy mới để tấn công Rầy bị loài này ký sinh còn sống được một thời gian dài và có thể gây hại cho cây lúa nhung không trầm trọng vì đã yếu và cũng không sinh sản được Loài ký sinh này vào ruộng lúa đuợc cũng do rầy nâu mang vào

g) Ruồi họ Pipunculidae

Nhiều loài ruồi thuộc loài này chỉ ký sinh rầy xanh.Ruồi cái đẻ trứng vào bên trong cơ thể ấu trùng rầy Âúu trùng rầy bị ký sinh có thể sống thêm một thời gian ngắn nhưng sau đó chết khi ký sinh chui ra khỏi cơ thể Chỉ một ruồi sống trong một thân ruồi xanh Dòi làm nhộng trong đất hay gần gốc lúa, một con ruồi có thể ký sinh 2-3 con rầy xanh trong một ngày

IV Thiên địch của sâu đục thân

Trong suốt chu kỳ phát triển của sâu đục thân, trứng là giai đoạn dễ bị hại nhất vì chúng đuợc gắn trên lá lúa, phới ra ngoài; trong khi các giai đoạn khác thì ở bên trong thân cây lúa Mức độ trứng bị ký sinh đến 100%

1 Ký sinh giai đoạn trứng : a) Ong Trichogramma

Họ : Trichogrammatidae

Bộ : Cánh Màng ( Hymenoptera ) Loài ong này còn đuợc gọi là” ong mắt đỏ “ Thành trùng có đời sống trung bình 7 ngày, trong thời gian nàymột con cái đẻ khoảng 40 trứng Thành trùng đẻ từng trứngvào bên trong trứng của ký chủ, ấu trùng và nhộng ký sinhđều phát triển bên trong cơ thể ký chủ

b) Ong Telenomus sp

Họ : Scelionidae

Bộ : Cánh Màng ( Hymenoptera )

Loài này có máu đen, nhỏ , tấn công trứng sâu đục thân hai chấm và trứng các loại sâu sọc nâu Thời kỳ phát triển tứ trứng đến trưởng thành mất 10-14 ngày Loài ong này có đặc điểm là ong cái tìm bướm cái và baám vaaào lông bụng ký chủ, như vậy bướm sâu đục thân mang luôn cả ong đến nơi chúng tìm ổ đẻ trứng và đẻ trứng vào trứng sâu đục thân vừa được đẻ xong, chưa kịp phủ lông Một ong cái có thể ký sinh 20-40 trứng và sống 2-4 ngày hoặc lâu hơn nếu có mật hoa nhiều

c) Ong Tretastichus sp

Họ : Eulophidae

Bộ : Cánh Màng ( Hymenoptera )

Loài này có maù xanh lục lam kim loại, khó nhìn thấy bằng mắt thường, nhưng chúng có nhiều ở ruộng lúa nướccũng như lúa cạn Mỗi ong cái có thể đẻ 10-16 trứng Trứng được đẻ vào trứng sâu đục thân, sau 1 -2 ngày ong non ký sinh nở trong trứng sâu đục thân Khi trứng ký chủ đã bị ăn hết, ong non chuyển sang

ăn trứng khác hoặc có thể tấn công sâu non còn ở bên ngoài, chưá chui vào bên trong thân cây lúa Mỗi ong cần ít nhất ba trứng sâu đục thâncho suốt thời gian sinh sống của chúng Từ trứng đến ong trưởng thành mất 10-12 ngày Loài này được ghi nhận là thích tấn côngtrứng sâu đục thân màu vàng, thỉnh thoảng mới ký sinh trứng sâu đục thân sọc nâu, khả năng ký sinh của loài này tương đối cao vì chúng ký sinh vào tất cả các trứng của ổ trứng, ngay cả ấu trùng vừa mới nở ra

2 Ký sinh ấu trùng và nhộng :

Có nhiều loài côn trùng ký sinh ấu trùng và nhộng sâu đục thân nhưng tỉ lệ không cao (5-10 % )vì chúng nằm bên trong thân cây lúa Âúu trùng và nhộng lúc mới bị ký sinhtrông rất bình thườngnhưng càng về sau chúng có màu đậm dần

a) Ong Apanteles sp

Họ : Ong Kén nhỏ ( Braconidae )

Bộ : Cánh Màng ( Hymenoptera )

Đây là loại có màu đen, thường xuất hiện ở ruộng lúa nước, thường ký sinh sâu đục thân và đôi khi cả sâu đo Ong cái đẻ 1-20 trứng trong một con sâu ký chủ , ong non nở ra ăn hết các bộ phận bên trong cơ thể ký chủ Chúng thường nhả kén trắng bảo vệ trước khi chúng hoàn toàn thoát khỏi ký chủ, đời sống của ong 5-7 ngày, một ong cái có thể đẻ đến 60 trưng Thời gian từ trứng đến thành trùng 15-20 ngày

b) Ong Ltopiectis narangae ( Ashmead ) Họ: Ong Cự

Bộ : Cánh Màng (Hymenoptera )

Loài này có kích thước vừa Râu đầu , chân và bụng màu cam vàng; đầu ngực và cuối bụng đen.Chúng chủ yếu tìm mồi ở ruộng lúa nước nhưng thường sống ở tán lá lúa Ong cái dùng râu đầu dò tìm trứnghoặc nhộng sâu đục thân và đẻ trứng vào bên trong cơ thể sâu nhưng sau cùng chỉ còn một ong non sống đến trưởng thành Thành trùng có thể sống 4-6 tuần, đẻ 200-400 trứng

c) Ong Xanthopimpia sp

Họ : Ong Cự ( Ichneumonidae )

Bộ : Cánh Màng ( Hymenoptera )

Toàn thân ong có màu vàng cam Loài này ký sinh sâu đục thân ở cả ruộng ớt và khô Ong cái sống 4-9 tuần và đẻ 5-14 trứng Ong cái dùng bộ phận đẻ trứng chọc thủng thân cây lúa và một trứng vào bên trong một nhộng Âúu trùng phát triển và làm nhộng ngay trong nhộng của ký chủ

V Thiên địch của sâu cuốn lá nhỏ

a) Ong Trichomma sp

Họ : Ong cự ( Ichneumonidae )

Bộ : Cánh Màng ( Hymenoptera )

Đây là loài ong to, dài màu đen vàng Bình thường có thể nhìn thấy chúng bay trên lá lúa để tìm sâu cuốn lá Chúng thích ăn loại sâu lớn, ong thường chui vào những lá đã bị cuốn và đẻ vào mỗi sâu một trứng Ong non ở và phát triển đến thời kỳ nhộng trong cơ thể ký chủ, nở ở phía đầu nhộng sâu cuốn lá Ong non ở và phát triển đến thời kỳ nhộng trong cơ thể ký chủ, nở ở phía đầu nhộng sâu cuốn lá

b) Ong Temelucha philippinensis ( Ashmead )

Họ : Ong Cự ( Ichneumonidae )

Bộ : Cánh Màng ( hymenoptera )

Ong có màu vàng nâu Chúng sống được ở tâtú cả các ruộng lúa, thường săn mồi vào ban ngày, khi sâu đục thân di chuyển từ chồi này sang chồi khác và đẻ

trứng vào mình sâu trước khi sâu chui vào bên trong thân cây lúa Loài này cũng chui cả vào bên trong bao lá để ký sinh sâu cuốn lá Khi lớn sâu rời ký chủ và làm kén màu nâu lợt trong lỗ của sâu đục thân, hoặc trong lá bị cuốn lại Ong trưởng thành sống 7-9 ngày

c) Ong Brachymeria spp

Họ : Ong đen đùi to ( Chalcididae )

Bộ : Cánh Màng ( Hymenoptera )

Loài này thích ký sinh ấu trùng tuổi lớn các loài sâu cuốn lá nhỏ, cuốn lá lớn Ong đẻ vào sâu non hoặc trùng của ký chủ một trứng, ấu trùng nở ra sinh sống và làm nhộng bên trong cớ thể ký chủ Ong trưởng thành chui ra ở phần đầu của nhộng ký chủ và sống được 3-5 ngày

VI.MỐI QUAN HỆ GIỮA HOÁ CHẤT NÔNG NGHIỆP VÀ SỰ BÙNG PHÁT DỊCH HẠI

Các chất gây ô nhiễm môi trường trong phần lớn trường hợp ảnh hưởng đến tương tác thực vật-côn trùng Khi môi trường bị ô nhiễm thì tăng tính mẫn cảm cuả cây đối với sâu hại Tại Indonesia, vào đầu năm 1970 rầy nâu bắt đầu xuất hiện Ở những cánh đồng nào nông dân sử dụng thuốc trừ sâu để chống sâu bệnh, mật độ rầy nâu tăng lên gấp 10 lần Khi mật độ rầy nâu càng tăng cao, nông dân càng sử dụng nhiều thuốc trừ sâu Thiên địch đã bị tiêu diệt do đó mật số rầy nâu tăng cao Kết quả cũng tương tự đối với quần thể rầy nâu trên các cánh đồng lúa cuả Thaí lan Diện tích rầy bị sâu hại tăng lên tương ứng với lượng thuốc trừ sâu

Vào đầu mỗi vụ canh tác, nông dân dùng các loại thuốc bảo vệ thực vật để phòng trừ cac1 loài sâu ăn lá và bệnh hại lúa, nên cac1 thiên địch bị tiêu diệt ngay từ đầu vụ mà không có khã năng phục hồi nhanh chóng số lượng Khi rầy nâu bùng phát dịch trong sự vắng mặt cuả thiên địch tự nhiên thì mức độ bùng phát dịch rất cao và thường xuyên

Bằng phương pháp điều tra trên ruộng luá kể từ sau khi câý với các chế độ bón phân khac1 nhua cho thấy rằng việc sử dụng thuốc trừ sâu không hợp lý là nguyên nhân cuả sự bùng phát dịch hại Ở những ruộng sử dụng nhiều phân bón mà không sử dụng thuốc bảo vệ thực vật thì rầy nâu có mật số cao và các thiên địch cũng cao Ở ruộng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật thì các thiên địch tự nhiên không khống chế được lượng rầy nâu lớn Các loài nhện ăn thịt cũng bị tiêu diệt do thuốc trừ sâu Vào lúc thu hoạch khi đã ngưng sử dụng thuốc trừ sâu thì mật số