Côn trùng ký sinh của một số loài sâu hại chính trên rau họ hoa thập tự ở thành phố vinh

Mục đích nghiên cứu của đề tài Trên cơ sở nghiên cứu đa dạng sinh học côn trùng ký sinh sâu cánh vảy và côn trùng ký sinh rệp hại rau họ hoa thập tự nhằm cung cấp các dẫn liệu về đa dạng

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi đã được PGS.TS Trần Ngọc Lân quan tâm tận tình, dìu dắt, hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài Trước hết, tôi xin bày

tỏ lòng biết ơn chân thành tới sự giúp đỡ quý báu của thầy hướng dẫn

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo khoa, các cán bộ,

giảng viên khoa Nông- Lâm- Ngư đã tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong thời gian làm việc tại trung tâm thí nghiệm thực hành của khoa

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo khoa sau ĐH, cùng ban chủ nhiệm và toàn thể các thầy cô giáo khoa Sinh đã tạo điều kiện cho tôi trong thời gian học tập và nghiên cứu đề tài này

Nhân dịp này, cho phép tôi gửi tới các hộ trồng rau ở 2 xã Hưng Đông và Nghi Kim, TP Vinh lời cảm ơn chân thành về sự giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành tốt đề tài

Cuối cùng, tôi vô cùng biết ơn gia đình, bạn bè đã động viên, cổ

vũ, giúp sức rất nhiều để bản thân hoàn thành tốt luận văn này

Vinh, ngày tháng 1 năm 2010 Tác giả

Trần Tố Oanh

CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT, KÝ HIỆU TRONG LUẬN VĂN

3.5 Chỉ số đa dạng sinh học của tập hợp ký sinh

trên sinh quần ruộng rau họ HTT tại TP Vinh

63

41

Biểu đồ

3.3

Tỉ lệ thành phần loài côn trùng (tính theo họ)

ký sinh sâu tơ, SXBT, sâu đo và rệp hại rau họ HTT ở TP Vinh

3.5 Tỉ lệ thành phần loài côn trùng ký sinh sâu tơ

hại rau họ HTT ở TP Vinh

DANH MỤC CÁC ẢNH

Ảnh 1 Ấu trùng ruồi ăn rệp (dòi) đang ăn rệp 43 Ảnh 2 Bọ rùa chữ nhân đang ăn rệp trên lá bắp cải 43

Ảnh 15a Ấu trùng ong nội kí sinh chui ra từ sâu non

SXBT

55

Ảnh 15b Chùm kén ong KS SXBT 55 Ảnh 16a,b Ong KS họ Pteromalidae KS sâu non SXBT 57 Ảnh 17a,b Ichneumon sp1 và sp2 KS sâu non SXBT 57

Ảnh 24a,b Ong KS họ Eulophidae nội KS sâu non sâu đo 61 Ảnh 25 Ong họ Encyrtidae nội KS sâu non sâu đo 61 Ảnh 26 Ong họ Pteromalidae nội KS sâu non sâu đo 61 Ảnh 27a,b Nhộng của C.plutellae (Trong PTN và ngoài tự

nhiên)

68

Ảnh 28 Ong C plutellae đang chui ra khỏi kén 68 Ảnh 29 Trưởng thành của ong Cotesia plutellae 68

Ảnh 31a,b,c Diaeretiella rapae M’Intosh trưởng thành 73 Ảnh 32 Ấu trùng (sâu non) D.rapae (tuổi 4) đang chui

ra khỏi xác rệp

74

Ảnh 33a→

g

Giai đoạn phát triển từ nhộng → trưởng thành

của ong D.rapae

76

MỞ ĐẦU

1 Tầm quan trọng của việc nghiên cứu đề tài

Rau họ hoa thập tự (Crucifereae) là nhóm cây thực phẩm quan trọng được trồng rộng rãi ở Việt Nam Do có giá trị kinh tế cao, rau là nguồn thu nhập quan trọng đối với người sản xuất, rau xuất khẩu mang lại nhiều nguồn ngoại tệ đáng kể (Hoàng Anh Cung & cs, 1995) [20] Có tới 12 loại rau thuộc

họ thập tự Ở Nghệ An, rau họ hoa thập tự được trồng chủ yếu là cải xanh, cải

bẹ, cải ngọt, su hào, cải bắp, súp lơ, và chủ yếu được trồng vào vụ rau Đông Xuân (từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau) Nhóm cây trồng này thường bị một

số loại sâu hại chính tấn công từ đầu vụ đến cuối vụ, gây nên những tổn thất đáng kể cho nghề trồng rau như sâu tơ, sâu xanh bướm trắng, rệp, bọ nhảy, Trong đó có hai loài sâu cánh vảy gây hại đặc biệt nghiêm trọng là sâu tơ và sâu xanh bướm trắng Chính vì sự gia tăng về diện tích trồng cũng như sự chuyên canh ngày càng cao đã và đang làm cho các loài sâu hại ngày càng phát triển

Để phòng trừ sâu hại rau họ hoa thập tự nói chung, cho đến nay người nông dân chủ yếu dựa vào biện pháp hoá học trong đó có những loại thuốc rất độc (Hoàng Anh Cung, 1997) [21] Ở các vùng chuyên canh rau, thuốc bảo vệ

thực vật được sử dụng nhiều và liên tục đã gây tác hại nghiêm trọng như phá

vỡ cân bằng sinh thái , tạo nên tính chống thuốc của một số loài dịch hại ngày càng tăng ở nhiều nơi trên thế giới Thuốc trừ sâu gây ô nhiễm môi trường, mất an toàn vệ sinh thực phẩm, ảnh hưởng đến sức khoẻ con người Theo khảo sát của Liên hợp quốc, trên thế giới mỗi năm có khoảng 3 triệu ca nhiễm độc nghiêm trọng liên quan đến hoá chất bảo vệ thực vật (HCBVTV), gây ra 220.000 ca tử vong Năm 1990, một thống kê quý của Tổ chức y tế thế giới (WHO) cho thấy có khoảng 25 triệu lao động trong ngành nông nghiệp bị nhiễm độc HCBVTV/ năm Năm 2000, Bộ y tế Braxin ước tính trong một năm nước này có 300.000 ca nhiễm độc và 5.000 ca tử vong do HCBVTV

Ở Việt Nam, trong 2 năm 1997- 1998 có trên 3000 vụ ngộ dộc thức ăn trong đó có nhiều vụ do hoá chất BVTV (Nguyễn Duy Trang, 1999) [36] Theo Nguyễn Văn Hải (2001) [23], dư lượng thuốc trừ sâu trên mức cho phép

là 17,5% (năm 1996) và 16,67% (năm 1997) Theo thống kê, mỗi năm Việt Nam có từ 250- 500 vụ ngộ độc thực phẩm với 7000- 10000 nạm nhân và 100- 200 ca tử vong 27% số vụ ngộ độc là do ăn phải thực phẩm còn tồn đọng hoá chất Từ năm 2000- 2006 đã có 677 vụ ngộ độc thực phẩm do rau quả, hoá chất BVTV (Trần Mạnh Hà, 2008) [43] Theo điều tra của Cục quản

lý chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm (VSATTP) năm 2004 thì các vụ ngộ độc vì hoá chất trừ sâu đang có xu hướng tăng lên Tỷ lệ ngộ độc thuốc trừ sâu ở năm 2002 là 22% và > 30% ở năm 2003 Trong 6 tháng đầu năm 2009, tồn dư hoá chất BVTV trong rau vẫn chiếm từ 11,6- 13%

Hiện nay ở Nghệ An, biện pháp phòng trừ các loài sâu và rệp hại rau được sử dụng chủ yếu là thuốc hóa học trừ dịch hại Do thời gian sinh trưởng của cây rau ngắn, thời tiết thuận lợi cho sâu hại sinh sôi phát triển, nên người dân trồng rau ở Nghệ An đã phun thuốc hoá học từ 9 - 15 lần/1 vụ

rau Vì vậy đã để lại rất nhiều hậu quả cho người tiêu dùng, vật nuôi, côn trùng có ích, đa dạng sinh học và môi trường ở nơi đây

Cùng song song tồn tại với sâu hại là các loài kẻ thù tự nhiên của chúng Vai trò của các loài kẻ thù tự nhiên đã được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu (Chua T.H and Ooi P.A.C., 1986 [59]; Hoffman, M.P and A C Frodsham, 1993; Nguyễn Công Thuật, 1996 [29]; Lê Thị Kim Oanh,

1997 [32]; Phạm Văn Lầm, 1999 [34]; Hồ Thị Thu Giang, 2002 [4]) Mục tiêu của chúng ta hiện nay là xây dựng một nền nông nghiệp bền vững, đảm bảo cho hệ sinh thái ổn định lâu dài Đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm , đặc biệt đối với rau xanh đang là vấn đề bức xúc hiện nay Do vậy, xu hướng chính trong Bảo vệ thực vật hiện nay trên thế giới là Quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) và chủ yếu sử dụng biện pháp sinh học thay thế biện pháp sử dụng thuốc trừ sâu hoá học Hướng sử dụng thiên địch là bảo vệ thiên địch tự nhiên

và nhân thả ký sinh, bắt mồi ăn thịt phòng trừ dịch hại cây trồng

Tính đa dạng thành phần loài côn trùng ký sinh và côn trùng bắt mồi ăn thịt là yếu tố rất quan trọng trong bảo đảm cân bằng mối quan hệ giữa sâu hại

và thiên địch Biện pháp sinh học phòng trừ sâu hại rau dựa trên nguyên tắc sinh thái và tính đa dạng sinh học của côn trùng ký sinh và sâu hại Vì vậy việc nghiên cứu côn trùng ký sinh sâu hại rau là một việc làm có tính cấp thiết hiện nay Trước hết, cần điều tra, phát hiện các loài côn trùng ký sinh, trên cơ

sở đó nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật bảo vệ và sử dụng thiên địch nhằm giảm thiểu sự bùng phát sâu hại Quản lý dịch hại tổng hợp (IPM) sâu bệnh hại rau họ hoa thập tự trên cơ sở đa dạng sinh học và côn trùng ký sinh có ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Những điểm nêu trên là cơ sở để chúng tôi lựa chọn nghiên cứu đề tài

“Côn trùng ký sinh của một số loài sâu hại chính trên rau họ hoa thập tự

ở Thành phố Vinh”

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài

Trên cơ sở nghiên cứu đa dạng sinh học côn trùng ký sinh sâu cánh vảy và côn trùng ký sinh rệp hại rau họ hoa thập tự nhằm cung cấp các dẫn liệu về đa dạng thành phần loài côn trùng ký sinh, côn trùng bắt mồi ăn thịt, mối quan hệ giữa côn trùng ký sinh với sâu hại bộ cánh vảy và rệp (bộ cánh đều), đánh giá khả năng sử dụng 1 - 2 loài ký sinh chính phòng trừ sâu tơ và rệp hại rau họ hoa thập tự ở Thành phố Vinh, Nghệ An

3 Phạm vi và nội dung nghiên cứu

3.1 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học, sinh thái của 2 loài ong ký sinh chính trên sâu tơ và rệp

3.2 Nội dung nghiên cứu

- Điều tra thành phần sâu hại rau họ Hoa thập tự, côn trùng ký sinh, côn trùng bắt mồi ăn thịt của chúng ở một số vùng trồng rau trên địa bàn thành phố Vinh Xác định loài côn trùng ký sinh chính

- Điều tra mức độ gây hại, diễn biến số lượng của sâu cánh vảy và rệp trên sinh quần ruộng rau ở thành phố Vinh

- Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học, sinh thái của một số loài côn

trùng ký sinh chính trên sâu tơ và rệp như: Loài Cotesia plutellae (Kurdjumov) ký sinh sâu non sâu tơ, loài Diaeretiella rapae M ký sinh rệp

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

4.1 Ý nghĩa khoa học

Đã điều tra thống kê một cách đầy đủ hơn thành phần các loài côn trùng ký sinh, côn trùng bắt mồi ăn thịt trong sinh quần ruộng rau họ Hoa thập

tự tại một số vùng chuyên canh rau trên địa bàn Thành phố Vinh Mối quan

hệ giữa cây rau, sâu hại chính và các loài thiên địch Trên cơ sở đó đánh giá vai trò hữu ích của một số loài, góp phần xây dựng biện pháp sinh học trong

hệ thống quản lý dịch hại tổng hợp sâu hại rau họ Hoa thập tự

Cung cấp dẫn liệu khoa học về đặc điểm, tập tính sinh sản, phát triển

của loài ong Diaeretiella rapae M’Intosh ký sinh rệp và ong Cotesia plutellae

(Kurdjumov) ký sinh sâu non sâu tơ, làm cơ sở cho việc tiến hành các biện pháp bảo vệ, duy trì và khích lệ sự phát triển, tiến tới lợi dụng chúng để phòng chống rệp, sâu xanh bướm trắng và sâu tơ đạt hiệu quả kinh tế cao

4.2 Ý nghĩa thực tiễn

Các dẫn liệu được trình bày trong luận văn góp phần vào việc áp dụng

có hiệu quả biện pháp IPM sâu hại trên rau họ Hoa thập tự Nhằm sử dụng thuốc hoá học ở mức thấp nhất, tránh những tác hại không tốt đến thiên địch, môi trường và sức khoẻ con người

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Cơ sở khoa học của đề tài nghiên cứu

1.1.1 Cân bằng sinh học trong tự nhiên

Các quần thể sinh vật sống trong từng khu vực, trong từng hệ sinh thái đều có liên hệ thích ứng với nhau, tác động tương hỗ với nhau thông qua những mối quan hệ dinh dưỡng và sự tác động của những nhân tố sinh thái, sinh học khác Trong quá trình phát triển, tiến hoá, những mối liên hệ tác động tương hỗ đó dần dần thiết lập nên thế cân bằng động gọi là cân bằng sinh học Trạng thái tự nhiên mà ở đó mỗi thành viên của sinh quần đều giữ được tương quan số lượng tương đối điển hình, phù hợp với nhu cầu sinh tồn của loài mình, đảm bảo sự ổn định, hài hoà chung của cả sinh quần được gọi

là sự cân bằng sinh học

Cân bằng sinh học cũng luôn luôn giao động và được điều chỉnh trong một biên độ nào đó, trước hết là do điều kiện môi trường thường xuyên biến đổi Mặt khác, bản thân các quần thể cũng luôn luôn có những biến động đặc thù riêng của mình Trong quá trình thích ứng để tồn tại, mỗi quần xã có một phương thức đặc trưng, nhằm duy trì sự cân bằng sinh học với độ ổn định tương đối

Ở các HST đồng ruộng, khi đạt được cân bằng sinh học thì số lượng sâu hại không lớn nên tổn thất mùa màng do chúng gây ra không đáng kể Vì vậy, phấn đấu để đạt được trạng thái cân bằng sinh học trên đồng ruộng là mục tiêu theo đuổi của công tác BVTV hiện đại và tiến bộ

Hiện tượng mật độ của quần thể được duy trì trong một phạm vi giới hạn

và biến động tương đối trong suốt cả thời gian bằng tác động của các yếu tố sinh học và vật lý của môi trường được gọi là điều chỉnh tự nhiên Giới hạn

trên và giới hạn dưới của mật độ trung bình thường ít biến đổi rõ rệt Chỉ khi nào bản thân những yếu tố điều chỉnh thay đổi hoặc xuất hiện một nhân tố mới (như loài ký sinh, loài ăn thịt) thì giới hạn trên và giới hạn dưới đó mới thay đổi

Tác dụng của điều chỉnh tự nhiên lên mật độ của quần thể trong một thời gian nào đó thường mang tính quy luật Đó là sai khác căn bản với sự tác động làm giảm đột ngột số lượng cá thể của loài sâu hại cây trồng bởi thuốc bảo vệ thực vật Trong số những nhân tố điều chỉnh mật độ thì các nhân tố sinh học thường giữ một vai trò quan trọng, nhiều khi có tác dụng quyết định

Sự điều chỉnh mật độ trung bình của các quần thể do tác động của các vật ký sinh, vật ăn thịt hoặc các vật gây bệnh xuống mức độ thấp được gọi là điều chỉnh sinh học Như vậy, về bản chất, điều chỉnh sinh học là một bộ phận của điều chỉnh tự nhiên Tuy nhiên sau này do áp dụng biện pháp phòng trừ sinh học trong công tác BVTV nên nội dung điều chỉnh sinh học được gọi là điều chỉnh sinh học nhân tác

Điều chỉnh sinh học nhân tác là việc lợi dụng nguồn lợi thiên địch tự nhiên hoặc nhân nuôi phóng thích các loài kí sinh, loài bắt mồi hoặc vật gây bệnh của sâu hại theo sự bố trí của con người với mục đích làm giảm số lượng

cá thể của các loài dịch hại nào đó đến mức không có ý nghĩa về mặt kính tế (dưới ngưỡng gây thiệt hại kinh tế)

Tính đa dạng được xem như là một trong những nét đặc trưng quan trọng bậc nhất của HST Theo Marglef (1968) thì hiệu quả cao sẽ được thực hiện khi HST có tính đa dạng lớn Đa dạng các loài côn trùng có mối quan hệ đồng thuận với đa dạng cây trồng trong các HST nông nghiệp Càng nhiều chủng loại cây trồng trong 1 hệ canh tác thì càng thu hút nhiều loài côn trùng

ăn thực vật và như vậy đa dạng các loài bắt mồi và ký sinh càng cao hơn

Tính đa dạng và phong phú có thể đóng vai trò chính trong việc tối ưu hoá các quá trình và chức năng của các HST nông nghiệp

Sơ đồ quan hệ giữa thực vật, đa dạng loài chân khớp

trong HST nông nghiệp

(Dẫn theo Nguyễn Văn Đĩnh, 2004) [12]

Mong muốn của con người là thay thế thiên nhiên chủ động “điều chỉnh sinh học” Với mục đích và yêu cầu đó thì thường không phải bao giờ cũng đạt được Nguyên nhân là do không nghiên cứu kỹ mối quan hệ phức tạp qua lại giữa các yếu tố môi trường mà có khi những loài ký sinh, ăn thịt hoặc gây bệnh được sử dụng trong phòng trừ sinh học không thể làm giảm số lượng cá thể của các loài dịch hại Trong trường hợp đó, phòng trừ sinh học sẽ thất bại

và điều chỉnh sinh học sẽ không đạt yêu cầu

1.1.2 Mối quan hệ của các loài sinh vật trong quần xã

Trong tự nhiên, các loài sinh vật nói chung và côn trùng nói riêng không sinh sống đơn độc mà chúng thường quần tụ cạnh nhau nhằm khai thác

sự thuận lợi do loài khác mang lại Quan hệ phổ biến giữa các loài sinh vật là quan hệ phụ thuộc lẫn nhau vô cùng phức tạp nhưng có quan hệ đặc biệt là quan hệ dinh dưỡng (thể hiện qua chuỗi và lưới thức ăn) Các mối quan hệ

này là tự giác, có lợi cho bản thân từng loài, đồng thời đảm bảo cho các loài sống cạnh nhau cùng tồn tại một cách tương đối ổn định

Ngoài các mối quan hệ tổng hợp giữa các quần thể với các nhân tố vô sinh thì trong quần xã, các quần thể có tác động qua lại với nhau, đặc biệt là quan hệ dinh dưỡng Trong đó các dạng quan hệ như hiện tượng ăn thịt, ký sinh có ý nghĩa quan trọng không những đối với lý luận mà còn đối với thực tiễn, gắn liền với các biện pháp phòng trừ các loài sinh vật gây hại

Trong sinh quần đồng ruộng, một chuỗi thức ăn bắt đầu từ mắt xích thứ 1- SV sản xuất thường là cây trồng Mắt xích thứ 2 là sâu hại cây trồng, chúng

là sinh vật tiêu thụ bậc 1 Mắt xích thứ 3 là những sinh vật ký sinh hoặc bắt mồi, là kẻ thù tự nhiên của bọn sâu hại cây trồng trên Chúng là những sinh vật tiêu thụ bậc 2 và là sinh vật có ích Mắt xích thứ 4 là những sinh vật sử dụng nhóm kẻ thù tự nhiên này làm thức ăn, chúng là sinh vật tiêu thụ bậc 3

và là bọn có hại Tuỳ theo mức độ phong phú của sinh quần, chuỗi thức ăn có thể thêm một vài mắt xích tiếp theo Có thể thấy, hoạt động dinh dưỡng diễn

ra trong một chuỗi thức ăn đã cùng một lúc tạo nên các cặp quan hệ đối kháng

và hỗ trợ giữa các mắt xích của chuỗi thức ăn

Sơ đồ một chuỗi thức ăn trong sinh quần đồng ruộng

(Theo Nguyễn Viết Tùng, 2006) [41]

Hiện tượng bắt mồi ăn thịt là dạng quan hệ trong đó 1 loài (vật ăn thịt) săn bắt 1 vật khác (vật mồi) để làm thức ăn và thường dẫn đến cái chết của con mồi trong thời gian rất ngắn Để hoàn thành sự phát triển, mỗi cá thể vật

ăn thịt thường phải tiêu diệt rất nhiều con mồi (trừ một số trường hợp bọ rùa nhỏ ăn rệp sáp lớn) Các loài ăn thịt có 2 kiểu ăn mồi: Vật ăn thịt có thể nhai, nghiền con mồi như cánh cứng ăn thịt, chuồn chuồn hoặc có thể hút dịch từ con mồi (bọ xít ăn thịt, nhện lớn ăn thịt )

Hiện tượng ký sinh là một trong các dạng quan hệ qua lại giữa các loài sinh vật Trong quá trình tiến hoá, giữa ký sinh và vật chủ đã có những thích nghi rất đặc trưng Đó là tính tương hỗ duy trì sự tiếp xúc và gắn bó chặt chẽ giữa các kí sinh và vật chủ Còn những thích nghi mang tính đối kháng là sự đấu tranh giữa ký sinh (khắc phục phản ứng tự vệ từ phía vật chủ) với vật chủ (xuất hiện nhiều phản ứng tự vệ chống lại ký sinh)

Đối với các loài sâu hại thì hiện tượng ký sinh có tính chuyên hoá cao

về tương quan giữa các loài sâu hại và ký sinh Pha sinh trưởng, phát triển, nhất là thời vụ sản xuất cây trồng Hiện tượng ký sinh là hiện tượng phổ biến trong tự nhiên, đặc biệt là côn trùng ký sinh Trong đó thông thường vật ký sinh (loài ký sinh) sử dụng hết hoàn toàn các mô của cơ thể vật chủ và vật ký sinh thường gây chết vật chủ ngay sau khi chúng hoàn thành chu kỳ phát triển Hầu hết các côn trùng ký sinh sâu hại có biến thái hoàn toàn, chỉ có pha

ấu trùng của chúng có kiểu sống ký sinh, còn khi pha trưởng thành chúng sống tự do

Tuỳ theo mối quan hệ của các loài côn trùng ký sinh với pha của vật chủ mà phân biệt thành các nhóm ký sinh (ký sinh trứng, ký sinh sâu non, ký sinh nhộng, ký sinh trưởng thành) Tuỳ theo số lượng cá thể của một loài ký

sinh và số lượng loài ký sinh hoàn thành phát dục trong một cá thể vật chủ mà phân biệt thành các nhóm ký sinh: ký sinh đơn, ký sinh tập đoàn, ký sinh đa phôi Còn nếu theo vị trí trên cơ thể vật chủ thì phân biệt thành nội ký sinh

và ngoại ký sinh

Sự phân bố của côn trùng (bao gồm cả côn trùng có lợi và có hại) có liên quan chặt chẽ với nguồn dinh dưỡng của sinh cảnh mà trước hết và chủ yếu là quần xã thực vật ở đây Trong sản xuất nông nghiệp, xây dựng và duy trì được các HST đồng ruộng phát triển hài hoà, có năng suất cao và bền vững luôn là mục tiêu cao nhất của con người

1.1.3 Biến động số lượng côn trùng

Mối cân bằng sinh học trong tự nhiên không phải ổn định mãi mãi mà luôn có biến động Sự thay đổi tính ăn qua từng pha phát triển, sự di cư theo mùa, sự phát tán đột xuất của các loài côn trùng từ sinh cảnh này đến sinh cảnh khác hoặc do tác động ngoại cảnh trong đó có sự tác động của con người

có thể gây nên những biến động về số lượng côn trùng Những tác động như vậy có thể làm thay đổi đột ngột tương quan số lượng của các mắt xích trong chuỗi thức ăn và làm ảnh hưởng đến toàn bộ lưới thức ăn, cuối cùng dẫn đến

sự mất cân bằng trong sinh quần Như vậy, sự cân bằng mà chúng ta quan sát được trong tự nhiên luôn có nguy cơ bị phá vỡ song cũng chính nhờ sự biến động đó mà sự cân bằng luôn có cơ hội để phục hồi

Số lượng của các loài sâu hại nói riêng và côn trùng nói chung thường

có sự giao động giữa các pha với nhau và từ thế hệ này sang thế hệ khác Sự biến thiên số lượng của sâu hại có mối quan hệ với thiên địch và yếu tố gây bệnh Ở côn trùng ăn thịt, sự điều chỉnh số lượng quần thể là sự cạnh tranh trong nội bộ loài Đây là cơ chế điều hoà cao nhất, có chế này tác động ở mức

độ số lượng cao, khi nguồn thức ăn dự trữ bị cạn kiệt và sự át chế lẫn nhau của các cá thể cùng loài Ngoài sự cạnh tranh, các mối quan hệ trong loài có

một số cơ chế cơ bản tự điều hoà số lượng như tác động tín hiệu thường xảy

ra trong sự tiếp xúc giữa các cá thể cùng loài

Theo Viktorov (1963, 1965), sự giao động số lượng côn trùng là kết quả của 2 quá trình (sự thay đổi và sự điều hoà số lượng) Tính điều hoà giao động số lượng côn trùng có thể được xác định không phải bởi nhân tố bên ngoài mà là tác động qua lại của các cơ thể sinh vật (Vũ Quang Côn, 1998) [13] Mức độ số lượng của loài có thể ổn định trong một thời gian dài nhưng

nó vẫn có thể thay đổi Điều này thấy rõ nhất trong sự thay đổi mức độ cá thể của loài côn trùng gây hại trong HST nông nghiệp Khi số lượng con mồi phong phú, quá trình sinh sản của thiên địch ăn thịt sẽ được tăng cường và mật độ ăn thịt sẽ phụ thuộc chặt chẽ vào con mồi, đặc biệt là các vật ăn thịt thuộc nhóm đơn thực Trong trường hợp vật ăn thịt và con mồi có cùng tiềm năng sinh học thì tác động của vật ăn thịt lên con mồi là rõ rệt và ảnh hưởng nhiều đến sự biến động số lượng của con mồi Ngược lại, nếu khả năng sinh sản của vật ăn thịt thấp hơn con mồi thì sẽ không đủ sức hạn chế một cách hiệu nghiệm sự tăng số lượng mạnh mẽ của con mồi và tác động của vật ăn thịt lên con mồi sẽ cố định và không gây ảnh hưởng lớn đối với sự biến động

số lượng con mồi (Trần Kiên 1976) [14]

Các sinh vật ký sinh và ăn côn trùng chuyên hoá có khả năng thực hiện

sự điều hoà số lượng cá thể ở cả mật độ thấp được xác nhận trong thực tiễn của phương pháp sinh học đấu tranh chống côn trùng gây hại, chúng có thể hoạt động trong phạm vi rộng hơn mật độ quần thể vật chủ (con mồi) nhờ khả năng tăng số lượng với sự gia tăng mật độ của sâu hại Điều này đã được ghi nhận trong thực tế Vai trò quan trọng của ong ký sinh, côn trùng bắt mồi ăn thịt được coi là yếu tố điều hoà số lượng côn trùng và được thể hiện ở 2 phản ứng đặc trưng là phản ứng số lượng và phản ứng chức năng Phản ứng số lượng thể hiện khi gia tăng quần thể vật mồi và vật chủ, khi đó sẽ kéo theo sự

gia tăng số lượng vật ăn thịt và vật ký sinh Phản ứng chức năng được biều thị

ở chỗ khi mật độ quần thể vật mồi (vật chủ) gia tăng thì số lượng cá thể của chúng bị tiêu diệt bởi vật ăn thịt (vật ký sinh) cũng tăng lên

Cơ chế điều chỉnh số lượng côn trùng quan trọng chính là quan hệ cạnh tranh trong nội bộ loài khi mật độ quần thể côn trùng gia tăng, thức ăn trở nên thiếu thốn Ví dụ, kết quả của nhiều công trình nghiên cứu cho thấy ở nghiều loài rệp cây, các dạng cá thể có cánh xuất hiện và di cư ra khỏi tập đoàn nhằm mục đích hạn chế nạn “dư thừa dân số” khi cây thức ăn bắt đầu trở nên cằn cỗi, yếu đuối Trong trường hợp này, ở các loài ong ký sinh, sự tiếp xúc tương hỗ của cá thể cái tuy không phải do cạnh tranh vì vật chủ, cũng đã làm gia tăng quá trình đẻ trứng không thụ tinh Kết quả đã làm cho tỉ lệ cá thể đực trong quần thể tăng lên rất cao nên mật độ quần thể trong các thế hệ kế tiếp

đã giảm sút Cũng theo Phạm Bình Quyền (2005) [9], sự thay đổi tập tính đẻ trứng không thụ tinh do ảnh hưởng của pheromon đánh dấu là một trong những cơ chế điều chỉnh số lượng quan trọng ở côn trùng ký sinh bộ cánh màng, làm giảm tốc độ sinh sản khi mật độ quần thể gia tăng

Sự phân hoá trong tỉ lệ chết là yếu tố quan trọng, duy trì mật độ quần thể phù hợp với nguồn dự trữ thức ăn và khoảng không sinh sống Khi nguồn

dự trữ thức ăn trở nên thiếu thốn thì sự cạnh tranh trong loài xuất hiện Ở côn trùng, đặc biệt là côn trùng ký sinh, khi cạnh tranh thức ăn thì các cá thể đực

đủ điều kiện để chiến thắng, vì để hoàn thành phát triển, chúng đòi hỏi một lượng thức ăn ít hơn so với các cá thể cái Trái lại, các cá thể cái chịu áp lực nặng nề khi thiếu thức ăn và phần lớn bị chết vào trước lúc pha trưởng thành Kết quả là trong môi trường mà thức ăn bắt đầu thiếu thốn thì tỉ lệ cá thể đực trong quần thể sẽ gia tăng, còn cá thể cái lại giảm Cơ chế điều chỉnh này đã ngăn ngừa cho quần thể khỏi bị tiêu diệt ngay cả khi điều kiện môi trường khắc nghiệt hoặc biến đổi thường xuyên

Mô hình tác động các cơ chế điều chỉnh số lượng của côn trùng

1 Giao động số lượng của côn trùng

2 Trạng thái cân bằng ổn định của mật độ quần thể (mũi tên chỉ phạm vi tác động của cácc cơ chế điều chỉnh)

(Dẫn theo Nguyễn Văn Đĩnh, 2004)[12]

Khi nghiên cứu mối quan hệ giữa vật ăn thịt và con mồi, người ta thấy nổi lên sự kìm hãm, hạn chế lẫn nhau về mặt số lượng giữa các loài trong quần xã dẫn đến sự cân bằng sinh học trong tự nhiên Theo Hà Quang Hùng (2002) [25], ở Việt Nam một số loài rệp cây hại lạc, đậu, bông và rau họ hoa thập tự được điều chỉnh theo cơ chế ba bậc gồm sinh vật ăn thịt du thực (nhện

và bọ rùa), sau đó đến côn trùng ăn thịt định cư (ấu trùng bọ rùa, ong ký sinh

và rùa vàng), cuối cùng do di cư bằng sự hình thành các cá thể dạng có cánh Cân bằng sinh học trong tự nhiên còn có ý nghĩa khi số lượng của các loài trong quần xã luôn ở trạng thái cân bằng Nếu vì một lý do nào đó số lượng cá thể của một chủng quần bất kỳ tăng thì tiếp theo lại giảm đi Do vậy, hiện tượng cân bằng sinh học trong tự nhiên chỉ là hiện tượng tạm thời Dưới tác động của điều kiện ngoại cảnh, nhiều loài bị giảm sút về mặt số lượng, thậm

chí bị tiêu diệt hoặc xuất hiện những loài mới gây ra hiện tượng mất cân bằng, nhưng sau đó thế cân bằng lại được tái lập song có thể dưới một dạng khác (Trần Kiên, 1976) [14]

Côn trùng ăn thịt, côn trùng ký sinh và các yếu tố dịch bệnh đã duy trì

và điều chỉnh mật độ quần thể của các loài sâu hại ở mức thấp hơn vùng hoạt động tích cực của chúng Và trong nhiều trường hợp, chúng là yếu tố quan trọng hàng đầu dập tắt các nạn dịch sinh sản hàng loạt của sâu hại Các kết quả phòng trừ sâu hại bằng biện pháp sinh học là những dẫn chứng đáng tin cậy về vai trò của thiên địch Sự cạnh tranh trong loài ở sâu hại thường ít thể hiện hoặc thể hiện ở mức thấp đã nói lên vai trò quan trọng của thiên địch trong việc điều chỉnh số lượng sâu hại trên đồng ruộng

1.2 Tổng quan tài liệu nghiên cứu

1.2.1 Lược sử nghiên cứu sâu, rệp hại rau và thiên địch của chúng trên thế giới

Số lượng các loài côn trùng phát hiện trên rau họ hoa thập tự có nhiều nhưng chỉ có một số loài phổ biến và gây hại nghiêm trọng tuỳ theo mỗi

quốc gia Ở Đông nam nước Mỹ có 2 loài nguy hiểm nhất là Plutella xylostella và Trichoplusia ni H (Cartwring, 1990) Kết quả nghiên cứu trong

2 năm 1993- 1994 có 2 loài sâu cánh vảy gây hại nghiêm trọng nhất là

Plutella xylostella và Pieris rapae (Godin et al, 1998) Chúng có tỉ kệ ký

sinh là 65%, tác giả cũng đã ghi nhận có 5 loài ký sinh sâu tơ và 6 loài ký sinh sâu xanh bướm trắng

Theo Talekar et al (1986) [46], ở Đài Loan có 8 loài sâu hại chính trên rau họ Hoa thập tự, riêng su hào, cải bắp, súp lơ thường bị sâu hại nặng nhất Philipines có 8 loài (Andreas poelking, 1990) Trung Quốc có 7 loài (Liu et

al, 1995) Ở Malaysia, Plutella xylostella, Pieris rapae và Hellula undalis là

những loài sâu hại quan trọng (Lim et al, 1996) [52] Nghiên cứu của Bahatia

et al (1995), ở vùng phía Tây Bengal (Ấn Độ), 6 loài sâu hại có mặt thường xuyên trên cây cải Ở Jamaica có 14 loài sâu hại, trong đó có 17 loài sâu hại chính, riêng sâu tơ và sâu khoang gây thiệt hại từ 74- 100% năng suất cải bắp (Alam, 1992) [48]

Thiên địch của sâu hại rau họ Hoa thập tự cũng được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu và cho thấy rằng, thành phần thiên địch khá phong phú, bao gồm côn trùng ký sinh, bắt mồi, nấm, vi khuẩn, virus Việc xác định thành phần thiên địch, đánh giá vai trò của các loài sẽ là cơ sở cho biện pháp sử dụng thiên địch trong quản lý dịch hại tổng hợp Đặc biệt nhiều nước đều coi trọng biện pháp bảo vệ lợi dụng thiên địch bản địa

Ở mỗi quốc gia, mỗi vùng sinh thái đều có thành phần các loài sâu hại khác nhau, từ đó thành phần các loài thiên địch cũng khác nhau Đến nay, đã có rất nhiều loài thiên địch của sâu xanh bướm trắng, sâu tơ, sâu khoang, rệp được phát hiện với số lượng và thành phần loài khác nhau tuỳ theo mỗi nước

Ở Pháp, chính Boisgiraud (1840) đã thu thập một số lượng lớn bọ hành

trùng Calasoma sycophamta L thuộc họ Carabidae rồi thả lại vào ruộng để

phòng chống sâu ăn lá Ở Italia, Villa (1844) đã đề nghị sử dụng côn trùng bắt mồi như bọ hành trùng họ Carabidae, kiến 3 khoang họ Staphylinidae để phòng chống sâu hại cây trồng trong vườn Theo Petov (1964) các loài bọ mắt vàng (chuồn chuồn cỏ) thuộc họ Chrysopidae là những loài thiên địch có ý nghĩa trong điều hoà số lượng sâu hại chính trên cây trồng ở Bungari Cũng theo Zeleuny 1965, ở Tiệp Khắc cũ

người ta đã sử dụng loài bọ mắt vàng Chrysopa carnea Steph để phòng

chống sâu hại trên cây công nghiệp ngắn ngày có hiệu quả tốt

Margheritis và Rizzo (1965) đã công bố ở Argentina có 3 loài ký sinh sâu tơ (dẫn theo Pedro, 1986) Ở Carolina (Mỹ) đã phát hiện 24 loài thiên địch của sâu tơ, trong đó có 23 loài bắt mồi và chỉ có 1 loài ký sinh (Muckenfuss et

al., 1992) Ở Bangladesd, thu thập được 5 loài ký sinh, 6 loài bắt mồi và 1 loài

ký sinh bậc 2 (Ali, 1995)

Tại tỉnh Lavras (Brazil) Bueno et al, (1995) trong 2 năm 1988- 1989 đã thu thập được 49 loài bắt mồi và ký sinh Ở Feberal (Brazil), từ năm 1999-

2000, Medeiros et al, (2000) đã thông báo tỉ lệ ký sinh sâu non và nhộng sâu

tơ là 18% và có 9 loài ký sinh đã thu thập được

Theo Alam (1992) [48] cho biết ở Jamaica đến năm 1990 đã ghi nhận

20 loài thiên địch của sâu tơ trong đó có 5 loài ong ký sinh, 4 loài ký sinh bậc

2, 8 loài bắt mồi và 3 vi sinh vật gây bệnh cho sâu tơ Thành phần côn trùng

ký sinh ở châu Phi tương đối phong phú, tính đến năm 1996, Rami Kfir đã phát hiện 21 loài ký sinh bậc 1 và bậc 2 trên sâu non và nhộng sâu tơ

Mustata (1992) đã phát hiện ở Rumani, tập đoàn ong ký sinh của sâu tơ

có trên 25 loài thuộc họ Ichneumonidae và Braconidae Ở Anh có tới 41 loài ong, 6 loài nấm và 6 loài virus (Fitton et al., 1992)

Delvare et al, (1999) cho biết thu thập ở 19 nước từ 70 quần thể sâu tơ

có trên các cây rau họ hoa thập tự và cỏ dại đã chỉ ra 21 loài ký sinh bậc 1, trong đó hệ ký sinh phong phú nhất là ở Rumani với số lượng tập đoàn ong ký sinh có trên 25 loài

Tháng 3/ 2009, Troy Bartlett đã ghi nhận ở Bắc Mỹ có 1.700 loài ký sinh thuộc 200 chi, 21 phân họ của Aphidiidae kí sinh trên rau và ngũ cốc

Tại khu vực châu Á, thành phần các loài thiên địch cũng tương đối phong phú Ooi (1986) [59] đã phát hiện ở Malaysia 5 loài côn trùng ký sinh bậc 1 (kể cả nhập nội), 1 loài bắt mồi, 1 loài vi sinh vật gây bệnh và 7 loài ký sinh bậc 2 Philippines có 9 loài ong ký sinh (Belen Morallo et al, 1992)

Trung Quốc vào những năm 1978 - 1980 có 17 loài côn trùng, nhện bắt mồi và ký sinh (Lo, 1983) Ở Wuchang năm 1983, Hubei đã thu thập được 50 loài thiên địch trên rau cải, trong số đó có 35 loài bắt mồi và 15 loài ký sinh Nghiên cứu trong những năm gần đây của He (1998) cho biết trên sâu tơ có

tới 23 loài côn trùng ký sinh bậc 1 thuộc 6 họ và 14 loài côn trùng ký sinh bậc

2 Thiên địch của sâu xanh bướm trắng ở Trung Quốc, Wang và Liu (1995) đã thống kê có tới 19 loài ong ký sinh Ở Hàng Châu (Trung Quốc) từ năm 1985-

1986 đã thu được 2 loài ong ký sinh trên rệp hại rau họ hoa thập tự và 5 loài

ký sinh bậc 2

Theo Taylo & Francis (2005) đã ghi nhận ở Trung Quốc có 20 giống,

99 loài thuộc họ Aphidiidae và 2 giống, 11 loài thuộc họ Aphelinidae ký sinh trên rệp Cũng theo 2 tác giả này thì thống kê trên toàn thế giới có khoảng 50 chi và 400 loài ký sinh thuộc 2 họ này kí sinh rệp ở rau và ngũ cốc

Ở Nhật Bản đã ghi nhận tổng cộng có 19 loài (13 loài trong 7 chi thuộc

họ Aphidiinae và 6 loài thuộc họ Aphelinus) ký sinh rệp hại rau trồng trong nhà kính (Takada Hajimu, 2002)

1.2.2 Lược sử nghiên cứu sâu, rệp hại rau và thiên địch của chúng ở Việt Nam

Ở Việt Nam, khi nghiên cứu về sâu hại rau họ hoa thập tự, kết quả điều tra ở các tỉnh phía Bắc năm 1967- 1968 và 1977- 1979 ở các tỉnh phía Nam đã phát hiện ra 23 loài sâu hại trong đó có 14 loài gây hại rõ rệt

Đồng bằng sông Hồng qua 3 năm điều tra (1995- 1997) đã thu thập được 31 loài sâu hại rau (Lê Văn Trịnh, 1999) [37] Các tác giả Hồ Khắc Tín (1982), Nguyễn Công Thuật (1995), Mai Văn Quyền (1995), Hồ Thu Giang (1996), Lê Văn Trịnh (1999) [37] đều cho rằng sâu tơ, rệp, sâu khoang, bọ nhảy, sâu xanh bướm trắng là những loài sâu hại chủ yếu trên rau họ hoa thập

tự

Trong giai đoạn từ 1995- 2002, đã ghi nhận 29 loài côn trùng hại rau họ Hoa thập tự ở khu vực ngoại thành Hà Nội và vùng phụ cận (Lê Thị Kim Oanh, 2002) [32] Hồ Thị Thu Giang (2002) [4] cũng đã công bố 29 loài sâu hại thuộc 7 bộ, 18 họ ở các vùng trồng rau ngoại thành Hà Nội

Cho đến nay, ở Việt Nam cũng đã có dẫn liệu công bố về thành phần thiên địch sâu hại rau họ hoa thập tự Vũ Quang Côn và Hà Quang Hùng (1990) [19] đã ghi nhận 3 loài ong ký sinh và 14 loài bắt mồi ăn thịt là thiên địch của sâu hại rau ở vùng trồng rau ngoại thành Hà Nội Nguyễn Công Thuật (1996) [29] đã thống kê thiên địch thường thấy trên sâu hại rau họ hoa thập tự

là 31 loài, trong đó có 6 loài ký sinh Theo Lê Thị Kim Oanh (2002) [32], ở vùng ngoại thành Hà Nội và phụ cận ghi nhận 45 loài thiên địch với 11 loài ký sinh thuộc 6 họ, 31 loài bắt mồi ăn thịt thuộc 12 họ và 3 nhóm bệnh hại

Theo Lê Văn Trịnh (1999) [37] có 20 loài thiên địch sâu hại rau họ HTT

ở vùng đồng bằng Sông Hồng (13 loài côn trùng và nhện bắt mồi, 3 loài ong ký sinh và 4 tác nhân gây bệnh) Hồ Thu Giang (2002) [4] cũng đã công bố có 60 loài bắt mồi ăn thịt, 14 loài ong ký sinh sâu non, trứng và nhộng của sâu và 3 loài ký sinh rệp hại rau họ hoa thập tự vùng ngoại thành Hà Nội Các kết quả nghiên cứu cho thấy thành phần thiên địch sâu hại rau họ hoa thập tự rất phong phú Tuy nhiên, các nghiên cứu hầu như tập trung ở miền Bắc, còn ở miền Trung, đặc biệt là Nghệ An thì hầu như chưa có công trình nào nghiên cứu về sâu hại rau thập tự, côn trùng ký sinh và côn trùng bắt mồi ăn thịt của chúng

1.2.3 Lược sử nghiên cứu vai trò của côn trùng kí sinh trong việc điều hoà sâu hại rau họ HTT

Lim (1996) [52] cho rằng không phải hầu hết các loài thiên địch đều có hiệu quả hạn chế sâu hại mà chỉ có 1 số ít loài chiếm ưu thế ở từng nước, từng vùng và chuyên hoá theo từng giai đoạn phát dục của sâu Tuy vậy, quần thể các loài thiên địch cũng đã góp phần hạn chế số lượng sâu trên đồng ruộng

Trên rau họ HTT, nhóm ăn thịt hầu như không có ý nghĩa trong vai trò điều hoà quần thể sâu tơ trên ruộng Song ở Nhật Bản có một nghiên cứu cho rằng nhóm nhện bắt mồi có vai trò quan trọng ở trên ruộng (Nemoto,1993), đặc biệt nhóm ong ký sinh có mối quan hệ chặt chẽ với sâu tơ (Robert et al., 1996)

Vallisnieri là người Italia đầu tiên đề nghị sử dụng ong ký sinh

Apanteles glomeratus Linneaus phòng chống sâu xanh bướm trắng Pieris rapae Linneaus (Doutt 1964) Tiếp theo đó vào những năm đầu của thế kỷ

18, nhiều báo cáo đã đề cập đến tập tính kí sinh của 1 số loài côn trùng, các tác giả cho rằng nhiều loài thiên địch có thể sử dụng như tác nhân phòng chống sâu hại cây trồng

Hartig (1827) đã đề nghị thu thập sâu non sâu xanh bướm trắng đã bị ong cự ký sinh để thu trưởng thành ong rồi thả trở lại đồng ruộng cải bắp ở Đức (Sweetman 1936) E Darwin (1988) đã ghi nhận sự tấn công sâu non sâu xanh bướm trắng hại cải Pieris rapae L của 1 loài ong cự họ Ichneumonidae bằng cách ong đẻ trứng vào mặt lưng của sâu non (Doutt, 1964)

Ngay từ năm 1883, ở các bang Colombia, Mitsuri của Mỹ đã sử dụng

thành công ong kén nhỏ Apanteles glomeratus nhập nội từ Anh để phòng

chống sâu xanh bướm trắng hại cải và đã trở thành một tác nhân sinh vật có ích tồn tại trong hệ sinh thái hiện nay ở các bang đó Vào những năm 70 của thế kỷ

20, ở Mỹ đã nhân nuôi và sử dụng có hiệu quả ong mắt đỏ Trichogramma sp

và ong vàng Habrobracon sp để phòng chống sâu xanh hại ngô, rau, đậu

Kết quả nghiên cứu của Yaseen (1978) cho thấy ở Zambia kết hợp giữa

thiên địch nhập nội C plutellae và D.collaris cùng với O sokolowskii làm

giảm 80% thiệt hại do sâu tơ (dẫn theo Lim, 1986) Theo Ali (1995), ở

Bangladesh, D collaris và C plutellae là quan trọng, phổ biến Sâu non sâu

tơ bị ong C plutellae ký sinh với tỉ lệ ký sinh là 30,24% vào cuối tháng 1 Nhộng sâu tơ bị ong D.collaris ký sinh với tỉ lệ 22,33% vào giữa tháng 2

Không thấy có ký sinh hoạt động vào vụ sớm (tháng 9- 12)

Hirashima (1990) cho rằng ở Nhật Bản ngay từ 1986 đã sử dụng ong

Cotesia phlutellae, Tetrastichus sokolowski và Diadromus subtilicornis

phòng chống sâu tơ hại cải bắp trên diện rộng đạt kết quả tốt

Ở Hàng Châu (Trung Quốc), ong ký sinh sâu non và nhộng có 2 cao

điểm trong năm là tháng 6- 7 và tháng 9- 11 Ong C plutellae hoạt động quanh năm, ong D.collaris xuất hiện nhiều từ tháng 4 đến tháng 6 và tháng

10, tỉ lệ ký sinh đạt từ 0- 48,5% (Shu- sheng Liu et al., 2000)

Trong các loài ong ký sinh sâu xanh bướm trắng, loài Pteromalus puparium có cao điểm ký sinh trong tháng 5 và 6, tỷ lệ nhộng bị ký sinh

khoảng 60% ở Hàng Châu, 35- 60% ở Quý Châu và lên đến 70% ở An Huy

Ong A.glomeratus là kí sinh quan trọng ở thung lũng sông Trường Giang gây

tỉ lệ ký sinh lên tới 70% (Dẫn theo Lê Văn Trịnh, 1999) [37] Ở Canada,

Goddin (1998) cho rằng loài sâu hại Pieris rapae thường xuất hiện ở vụ muộn

có tỉ lệ ký sinh 43%

Những nghiên cứu 1980- 1983 tại vùng Valdivia của Chi Lê đã xác

định không phát hiện ký sinh trứng của sâu xanh Pieris brasicae, sâu non bị

ký sinh bởi Cotesia glomerata và Apantels sp là 82,24% Ký sinh nhộng Pteromalus puparium 6,75%, Coccygominus fuscipes 23,37% và nấm Beauveria brongnigartii 5,82% (Niera et al., 1989) C plutella có thể điều khiển cùng với B thuringiensis trong chương trình phòng trừ sâu tơ (Belen

Morallo- Rejesus et al., 1992)

Ở Việt Nam, một số ít các tài liệu đã công bố đều chỉ rõ loài C plutellae (Apanteles plutellae) là loài ong phổ biến nhất, xuất hiện thường

xuyên ở các vùng trồng rau họ Hoa thập tự trong cả nước thường gây chết cho

sâu non sâu tơ Theo Nguyễn Quý Hùng và cs (1994) [5], ong C.plutellae xuất

hiện phổ biến từ tháng 12 trở đi, số kén ong đạt tới 6,2- 8,4 kén/ cây vào cuối

vụ cải bắp muộn trong tháng 2 đầu tháng 3 Lê Văn Trịnh (1999) [37] nghiên cứu ở vùng đồng bằng sông Hồng đã cho biết 2 cao điểm có tỉ lệ ký sinh cao trên sâu tơ vào cuối tháng 10, đầu tháng 11 với tỉ lệ ký sinh 17,3- 23,9% Vũ

Thị Chỉ và cs (2002) [18] nhận xét sâu tơ bị ong C.plutellae kí sinh với tỉ lệ từ

7,17- 57,01%, những tháng có tỉ lệ nhiễm ký sinh cao là tháng 4, tháng 11 và tháng 12

Kết quả nghiên cứu của Bùi Tuấn Việt (1993) cho thấy sự xuất hiện

của ong Phageones sp Ký sinh nhộng sâu tơ khá muộn, song chúng vẫn thể

hiện hoạt động khá tích cực, trên đồng ruộng tỉ lệ nhộng sâu tơ có thể bị ký sinh từ 17,8- 31%

Theo Khuất Đăng Long (1996) [26], trên su hào và cải bắp vụ đông xuân

ở ngoại thành Hà Nội, loài rệp xám B.brassicae bị ong D rapae ký sinh trong

khoảng thời gian từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau với tỉ lệ ký sinh từ 5- 19%

Hồ Thị Thu Giang, Nguyễn Thị Hương và cs (2008) cho biết tỉ lệ ký

sinh của ong D rapae là từ 25- 58,8%

Những nghiên cứu cơ bản về thành phần, đặc điểm sinh học, sinh thái của thiên địch chính, sử dụng các tác nhân sinh học (đáng kể là ong ký sinh) được coi là biện pháp quan trọng trong hệ thống quản lý dịch hại tổng hợp sâu hại rau họ Hoa thập tự nói chung ở nước ngoài đã được nghiên cứu tương đối nhiều Trong khi đó ở Việt Nam, rất ít các nghiên cứu đánh giá về vai trò của thiên địch trong hạn chế sâu hại rau họ Hoa thập tự Theo thống kê của Khuất Đăng Long (2002) [27], số công trình nghiên cứu về ong kí sinh cánh màng giai đoạn 1970- 2000 về phân loại 2, thành phần 7, sinh học sinh thái 6 và sử dụng 1 Do vậy, bất cứ lĩnh vực nghiên cứu nào ở Việt Nam liên quan đến biện pháp sinh học phòng trừ sâu hại trên rau, cũng như đi sâu nghiên cứu sinh học, sinh thái thiên địch (đặc biệt là ong ký sinh) đều rất có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, có tính cấp thiết đối với bảo vệ cây rau họ Hoa thập tự

1.3 Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội ở thành phố Vinh, Nghệ An liên quan đến trồng trọt cây rau

Theo số liệu thống kê của UBND TP Vinh năm 2008 thì diện tích đất

tự nhiên của TP Vinh là 6.751 km2 trong đó đất ở chiếm 13.4%;đất nông nghiệp 49%; đất lâm nghiệp 1,6%; đất chuyên dùng 25.8%; đất chưa sử dụng

1,6% Mật độ dân số cao (3.590 người / km2) Khi sát nhập thêm 6 xã của huyện Hưng Nguyên và Nghi Lộc, diện tích sẽ tăng thêm 135 km2

Khí hậu ở đây mang đặc điểm chung của khí hậu Nghệ An là nhiệt đới

ẩm điển hình, có 2 mùa rõ rệt, có sự biến động lớn từ mùa này sang mùa khác

và mang tính khắc nghiệt của môi trường Mùa khô lạnh từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, mùa mưa nóng từ tháng 4 đến tháng 10, đặc biệt có gió lào thổi mạnh từ tháng 4 đến tháng 6 Nhiệt độ trung bình ở đây là 240C, nhiệt độ cao tuyệt đối 42,10C, nhiệt độ thấp tuyệt đối 40C, độ ẩm trung bình 85- 90%

Số giờ nắng trung bình 1.696 giờ Năng lượng bức xạ dồi dào, trung bình 12

tỷ Keal / ha năm, lượng mưa trung bình hàng năm 2.000mm thích hợp cho các loại cây trồng phát triển (nguồn: UBND TP Vinh)

Do điều kiện về đất đai và khí hậu, đây là khu vực thích hợp với nhiều loại cây trồng phù hợp với từng mùa trong năm Nhìn chung, TP Vinh có diện tích đất canh tác nông nghiệp tương đối lớn, trong đó có tiềm năng về sản xuất rau cao Hiện tại TP Vinh có > 120 ha trồng rau ở Vinh Tân, Hưng Đông

và Nghi Kim Đặc biệt vào mùa khô khô lạnh (từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau) là điều kiện thích hợp để trồng các loại rau, trong đó chủ yếu là trồng các loại rau họ Hoa thập tự

Hưng Đông là khu vực sản xuất rau chuyên canh, hàng năm cung cấp cho thị trường TP Vinh 1 lượng rau lớn Ở đây rau bắt đầu trồng từ năm 1976, đến năm 2000 diện tích đạt 38,6 ha Nhưng do chuyển đổi cơ cấu kinh tế nên đến năm 2005, toàn xã giảm xuống còn 36,3 ha đất trồng rau, trong đó có 15

ha rau chuyên canh, 4,5 ha rau các loại ngoài đồng và 7 ha rau vườn nhà (số liệu do ban nông nghiệp xã Hưng Đông cung cấp) Vùng trồng rau Nghi Kim

là vùng tuy được thành lập sau nhưng diện tích trồng rau cũng ngày một gia tăng, cung cấp một lượng rau không nhỏ ra thị trường

Hiện nay, sâu bệnh đang là vấn đề gây ra nhiều tổn thất cho các vùng trồng rau nói chung và các vùng chuyên canh rau ở TP Vinh nói riêng Mặt khác, sự thay đổi cơ cấu cây trồng cùng với việc đầu tư phân hoá học, thuốc

trừ sâu, thuỷ lợi tưới tiêu cũng tác động không nhỏ đến HST đồng ruộng mà trước tiên là sâu hại và thiên địch của chúng

CHƯƠNG 2

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

Đề tài được tiến hành từ tháng 04/2008 đến tháng 10/2009 tại các cơ sở chủ yếu sau đây:

- Sinh quần ruộng rau ở xã Hưng Đông, Thành phố Vinh, Nghệ An

- Sinh quần ruộng rau ở xã Nghi Kim, TP Vinh, Nghệ An

- Trại thực nghiệm Nông nghiệp, Khoa Nông Lâm Ngư, Trường Đại học Vinh

- Phòng thí nghiệm Bảo vệ Thực vật và Phòng Công nghệ Sinh học Nông nghiệp, Khoa Nông Lâm Ngư, Trường Đại Học Vinh

Xã Hưng Đông là một trong những xã trồng rau có diện tích lớn nhất

TP Vinh, Nghệ An Vùng rau này nằm trong phạm vi gần Khu công nghiệp Bắc Vinh và bãi rác Hưng Đông Đây là vùng trồng rau lớn, chuyên canh với diện tích trồng rau lên đến gần 40ha Làng rau Vinh Xuân nổi tiếng với vùng chuyên canh rau xanh cung cấp rau cho hầu như toàn Thành phố Vinh và các vùng lân cận Rau họ Hoa thập tự chủ yếu được trồng vào vụ Đông Xuân (bắt đầu gieo trồng từ giữa tháng 9 và kéo dài đến cuối tháng 4 năm sau), chủ yếu

là nhóm rau su hào, cải bắp, súp lơ, cải bao, cải bẹ Thời gian các tháng 5, 6,

7, 8 còn lại trong năm trồng các loại rau cải xanh, cải ngọt, cải củ với số lượng ít Ngoài ra còn trồng các loại rau khác như đậu đỗ, cà chua (Ở vụ Đông Xuân, nhiệt độ trung bình khoảng 18,5- 260C, độ ẩm 78- 85% Trong vụ mùa hè, nhiệt độ trung bình khoảng 33- 350C, độ ẩm 82- 88% )

Vùng rau Nghi Kim là vùng có truyền thống trồng rau lâu đời, diện tích rộng, đất đai màu mỡ Vụ rau Đông Xuân chủ yếu trồng các loại rau họ Hoa thập tự Bên cạnh đó có diện tích trồng ngô, lạc, đậu tương Hiện nay các hộ nông dân chuyên trồng rau ở xóm 10 (với diện tích trên 15ha) đã sử dụng chế phẩm Sinh học EM và các loại thảo mộc trong phòng trừ sâu bệnh để sản xuất rau sạch Trung bình mỗi ngày cung cấp cho thị trường hơn 1 tấn rau sạch và an toàn Không những vậy, việc sử dụng chế phẩm Sinh học EM và các loại thảo mộc để phòng trừ sâu bệnh ít ảnh hưởng đến thiên địch, an toàn đối với con người và môi trường Số lượng côn trùng ký sinh và côn trùng bắt mồi ăn thịt thu được ở đây rất phong phú về số lượng cũng như số loài

2.2 Đối tƣợng, vật liệu nghiên cứu

2.2.1 Vật liệu nghiên cứu

Cây rau: Các loại rau thuộc họ hoa thập tự (Crucifereae): cải xanh

(Brassica juncea), cải bẹ (Brassica campestris), cải củ (Raphanus sativus), cải bắp (Brassica oleraceae), su hào (Brassica caulorapa), suplơ (Brassica cauliflora)

2.2.2 Đối tượng nghiên cứu

Nhóm sâu ăn lá thuộc bộ cánh vảy (Lepidoptera): sâu tơ (Plutella xylostella L.), sâu xanh bướm trắng (Pieris rapae L.), sâu khoang (Spodoptera litura L.), sâu đo (Plusia eriosoma D.)

Rệp hại rau: nhóm rệp cải thuộc bộ cánh đều (Homoptera): 3 loài chính

là Myzus pesicae Sulzer, Rhopalosiphum pseudobrassicae Davis và Brevicoryne brassicae Linnaeus

Nhóm thiên địch được giới hạn trong các loài côn trùng ký sinh (ong ký sinh (Hymenoptera), ruồi ký sinh (Tachinidae)), côn trùng và nhện bắt mồi

trên đồng ruộng với 2 đối tượng trọng tâm là ong đen kén trắng đơn Cotesia plutellae (Kurdjumov) ký sinh sâu non sâu tơ và ong Diaeretiella rapae M

ký sinh rệp

2.2.3 Dụng cụ nghiên cứu

- Hóa chất: Cồn 70% hoặc formon 5%

- Mật ong nguyên chất 100% làm thức ăn bổ sung cho ong

- Thiết bị: Kính hiển vi soi nổi, kính hiển vi điện tử, kính lúp, nhiệt kế, máy ảnh, tủ sấy, tủ nuôi cấy, tủ định ôn

- Dụng cụ: Bình thủy tinh, hộp nhựa thí nghiệm (d = 8- 10 cm, l = 10-12 cm), ống nghiệm kích thước d=0,5– 3,5 cm, ghim côn trùng, kim, vải phin, đĩa petri (d = 5 cm, d = 10 cm), giấy ghi nhãn, giấy bóng mờ, vợt côn trùng, sổ tay

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu ngoài đồng ruộng

- Chọn ruộng điều tra: Mỗi loại rau chọn 1- 3 ruộng (đại diện về mặt thời vụ, loại rau, địa hình, )

Điều tra thành phần sâu hại rau họ Hoa thập tự, côn trùng ký sinh, côn trùng và nhện bắt mồi sâu hại chính của chúng

- Việc điều tra được tiến hành vào thời điểm nhất định trong ngày (Từ 15h30 đến 18h30)

- Tất cả thành phần thu được đều được ghi vào phiếu định lượng để xử

lý, bảo quản và giám định

- Điều tra thành phần sâu hại

+ Điều tra định kỳ 5 ngày/ lần (từ khi gieo trồng cho tới khi thu hoạch) hoặc vào thời điểm trên ruộng rau bị sâu hại tương đối nặng và có nhiều sâu hại phát triển

+ Điều tra theo phương pháp tự do, không cố định điểm (càng nhiều điểm càng tốt) Tiến hành thu tất cả các loài sâu hại bắt gặp trên rau Có thể dùng vợt, bắt bằng tay hoặc dùng ống hút nhỏ Đối với những sâu hại rau quen thuộc đã được nhiều tài liệu công bố, chỉ cần căn cứ vào sự có mặt của chúng trên địa điểm điều tra để đưa tên vào bảng danh lục sâu hại rau Với các

đối tượng mới, phải dành thời gian quan sát theo dõi hoạt động ăn của chúng trong tự nhiên Nếu phát hiện có ăn cây rau thì tên của chúng sẽ được đưa vào bảng danh lục sâu hại rau

- Điều tra côn trùng ký sinh

Thu thập ngẫu nhiên tất cả các pha phát triển của sâu hại như trứng, sâu non, nhộng, kể cả kén ong ký sinh đem về phòng tiếp tục nuôi, theo dõi để thu thập ký sinh

+ Trứng: Đặt trong ống tuýp nhỏ (0,8cm x 5cm), mỗi tuýp để vài trứng, miệng ống tuýp được nút bằng bông, hàng ngày kiển tra trứng nở và ong vũ hóa

+ Sâu non: Thu được cho và đĩa petri, có bông thấm nước, hàng ngày thay lá rau tươi mới Nuôi sâu cho đến khi hóa nhộng, vũ hóa hoặc khi côn trùng ký sinh làm kén Dựa vào số cá thể sâu non bị chết  Đánh giá tỷ lệ bị

- Điều tra côn trùng và nhện bắt mồi

Dùng vợt, bẫy hố và bắt bằng tay để thu mẫu Các đối tượng được quan sát hoạt động bắt mồi trước khi thu thập, sau đó được đem về phòng thí nghiệm để thử khả năng ăn bằng các vật mồi điển hình Từ đó xác định được loài bắt mồi, vật mồi và mức độ phổ biến

- Với những thiên địch sâu hại rau họ Hoa thập tự quen thuộc đã được các tài liệu trước công bố, chỉ cần căn cứ vào sự hiện diện của chúng trên địa

điểm điều tra, hoặc từ mẫu vật sâu hại thu thập được ở đấy để đưa tên chúng vào bảng danh lục thiên địch sâu hại rau

- Với các đối tượng mới phát hiện, chỉ ghi nhận chúng là thiên địch nếu thấy rõ chúng tấn công đẻ trứng ký sinh lên vật chủ là sâu hại hoặc trong quá trình nuôi sâu, thấy có ký sinh bay ra (với nhóm ký sinh) Còn đối với nhóm bắt mồi, chỉ ghi nhận là thiên địch nếu thấy rõ chúng tấn công ăn thịt vật mồi

- Ong trưởng thành được nuôi trong các ống nghiệm, nút bằng bông thấm nước hoặc bịt bằng vải phin Đảm bảo độ ẩm và cho ăn thức ăn bổ sung

là mật ong nguyên chất

- Mỗi lọ, mỗi ống thí nghiệm đều có etyket riêng Nhiệt độ, độ ẩm được theo dõi hàng ngày Các thí nghiệm khi tiến hành được đặt trong tủ định ôn tùy thuộc vào yêu cầu nhiệt độ, độ ẩm của môi trường thí nghiệm

- Thí nghiệm theo dõi tỉ lệ vũ hóa của kén ong (giai đoạn nhộng):

Cho kén vào ống nghiệm thủy tinh có nút bông rồi đưa vào tủ định ôn

có nhiệt độ 100C, giữ lạnh trong 15 ngày Sau đó, các ống được đưa ra theo dõi tỉ lệ vũ hóa của ong ở phòng thí nghiệm nhiệt độ 250

C

- Thí nghiệm theo dõi khả năng ký sinh của ong trưởng thành vũ hóa từ các kén:

Ong trưởng thành giữ lạnh ở nhiệt độ 70

C, thời gian giữ lạnh là 5, 10,

15, 20, 25 ngày Cho ong tiếp xúc với sâu non vật chủ (20 vật chủ/ một cặp ong) trong 24h Thí nghiệm thực hiện trong 5 ngày, số lần nhắc lại là 5 lần

* Quan sát đặc điểm sinh học, sinh thái của ong ký sinh

Quan sát đo, đếm kích thước, tìm hiểu đặc điểm hình thái, thời gian

phát dục các pha của ong Cotesia plutellae (Kurdjumov), Diaeretiella rapae

M Cho ong tiếp xúc với sâu vật chủ có độ tuổi thích hợp (sâu non sâu tơ tuổi 2) Thời gian tiếp xúc giữa ký sinh và vật chủ là 6 giờ Thí nghiệm được nhắc lại nhiều lần để có số lượng vật chủ đã bị ký sinh đủ lớn để theo dõi Toàn bộ

số lượng vật chủ đã bị ký sinh hàng ngày được lấy ra, mổ để quan sát, đo đếm kích thước và tính thời gian phát dục của từng pha

+ Hồ Thu Giang (2002) [6] đã nghiên cứu đặc điểm các tuổi, các pha

phát dục của loài Cotesia plutellae K ở ngoại thành Hà Nội Do vậy, đề tài

này chỉ chú trọng nghiên cứu đặc điểm biến dị của loài này ở TP Vinh so với loài ở vùng ngoại thành Hà Nội

+ Đối với loài Diaeretiella rapae M., Wright, R (1995) [62] đã nghiên

cứu trên đối tượng này ở vùng Bắc Mỹ và cho rằng vòng đời của loài này biến thái qua 3 giai đoạn (giai đoạn 1: trưởng thành (pha trưởng thành), giai đoạn 2: trứng → ấu trùng ( pha sâu non), giai đoạn 3: ấu trùng → trưởng thành (pha nhộng)), tác giả mới chỉ nghiên cứu đặc điểm của pha trưởng thành và sự phát triển của ong ở pha sâu non, còn pha nhộng thì chưa thấy có tài liệu nào công

bố Do vậy, hướng của đề tài là tiếp tục nghiên cứu sự phát triển của ong ở giai đoạn nhộng, đồng thời chỉ ra sự sai khác về hình thái của nó ở từng thời điểm khác nhau trong năm

2.4 Định loại và bảo quản mẫu vật

- Việc định loại côn trùng gây hại và thiên địch chủ yếu nhờ vào sự giúp đỡ của thầy Trần Ngọc Lân và theo các tài liệu chuyên khảo [8], [62], [45], [46], [53], [58]

- Mẫu vật được xử lý và bảo quản theo phương pháp bảo quản côn trùng học: Các ong ký sinh, côn trùng và nhện lớn bắt mồi được xử lý và ngâm trong dung dịch cồn 700 hoặc foocmol 5% và được bảo quản cẩn thận trong các ống nghiệm thuỷ tinh và hộp nhựa

2.5 Tính toán và xử lý số liệu

2.5.1 Đánh giá tính đa dạng sinh học côn trùng ký sinh

Dựa theo phương pháp đánh giá chỉ số đa dạng sinh học của Weiner (dẫn theo Phạm Bình Quyền, 2005)

Shannon-Chỉ số đa dạng sinh học Shannon- Weiner nhằm xác định lượng thông tin hoặc lượng trật tự (hay bất trật tự) có trong 1 hệ thống Công thức để tính chỉ số này là:

s s log10Pi

H’ = - ∑ Pi*log2Pi = ∑ Pi* i=1 i=1 log102 Trong đó H’: Chỉ số đa dạng loài

+ Nếu H’>= 3: Đa dạng sinh học tốt và rất tốt

+ Nếu 2<=H<3: Đa dạng sinh học tốt

+ Nếu 1<=H<2: Đa dạng sinh học trung bình khá

+ Nếu H<1: Đa dạng sinh học kém và rất kém

2.5.2 Chỉ tiêu theo dõi

Tổng số sâu bắt gặp

- Mật độ sâu hại (con/ cây) =

Tổng số cây điều tra

- Mật độ côn trùng và nhện bắt mồi (con/ cây)

Tổng số cá thể bắt mồi bắt gặp =

Tổng số cây điều tra

Số sâu bị ký sinh (con)

Với: p số lần thu mẫu có loài nghiên cứu

P: Tổng số tất cả các lần thu mẫu

C > 50% : Loài phổ biến

25% < C < 50% : Loài thường gặp

C< 25% : Loài ít gặp

- Hiệu quả ký sinh của từng loài ong (%)

Tổng số vật chủ có ký sinh vũ hóa ra ong

= 100 x Tổng số vật chủ thí nghiệm

CHƯƠNG 3

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1 Thành phần sâu hại rau họ Hoa thập tự ở các sinh quần ruộng rau

Bảng 3.1 Thành phần sâu hại rau họ Hoa thập tự ở TP Vinh

STT Tên Việt Nam Tên Khoa học phổ biến Mức độ

Bộ cánh vảy Lepidoptera

Họ bướm cải Pieridae

1 Sâu xanh bướm trắng Pieris rapae (Linnaeus) +++

3 Bướm cải màu nâu Pieris melete (Menetries) -

Họ Yponomeutidae

6 Sâu tơ Plutella xylostella (Linnaeus) +++

Họ Ngài sáng Pyralidae

7 Sâu ăn đọt cải Hellula undalis (Fabricius) +

8 Sâu bướm cải nhỏ Crocidolomia binotalis Zeller -