Giáo trình Đấu tranh sinh học và ứng dụng - Trương Thị Thảo

ranh sinh học (ĐTSH) và nhiệm vụ của nó 1.2.1. Sự phát triển khái niệm về ĐTSH (biological control of aricultural pests) ĐTSH hay là “Biện pháp sinh học phòng chống các DH nông nghiệp” là thuật ngữ dùng để chỉ các phƣơng pháp sinh học đƣợc sử dụng trong việc bảo vệ mùa màng. Từ xa xƣa, con ngƣời đã biết áp dụng các biện pháp ĐTSH thông qua kinh nghiệm sản xuất. Thành công đầu tiên trong thực tiễn ĐTSH đạt đƣợc từ năm 1889 khi ngƣời ta dùng bọ rùa Rodolia cardinalis nhập từ Australia để diệt rệp sáp Icerya purchasi hại cam quýt ở California. Thế nhƣng hồi đó ngƣời ta chỉ dùng cách gọi “ sử dụng côn trùng kẻ thù của sâu hại”. Mãi đến năm 1919 thuật ngữ “ĐTSH” (Biological contron) mới đƣợc Smith đề nghị. Tuy nhiên mãi đến sau năm 1930 nó mới đƣợc sử dụng trong các sách vở, công trình nghiên cứu. Ngày nay thuật ngữ này đã trở nên phổ biến. Theo Sweetman (1958) thì ĐTSH với nghĩa rộng bao gồm cả việc sử dụng kháng sinh trong y tế, việc sử dụng sv sống để trừ động vật, cỏ dại, côn trùng và bệnh hại CT. Năm 1964 De Bach đề nghị cần có 2 định nghĩa, một định nghĩa phục vụ cho ý nghĩa sinh thái cơ bản mô tả các kết quả hoạt động của các TĐ. Một định nghĩa khác mô tả hoạt động của con ngƣời trong việc sử dụng ĐTSH. 15 Năm 1972 Doutt đã định nghĩa: ĐTSH (hay biện pháp sinh học) là sự sử dụng một cách rất thông minh các loài kí sinh, ăn thịt để khống chế các quần thể các loài gây hại. Đây là chiến lƣợc dùng để điều kiển loài hại bằng phƣơng pháp rất hiệu nghiệm và tƣơng hợp tuyệt với với sự duy trì chất lƣợng môi trƣờng xung quanh. Coppel và Mertins (1977) đã đƣa ra 2 định nghĩa: + Định nghĩa thứ nhất: ĐTSH là việc con ngƣời đƣa thêm các loài kí sinh, ăn thịt hoặc vi sinh gây bệnh vào quần thể của loài động vật hay thực vật gây hại nhằm tiêu diệt chúng. + Định nghĩa thứ hai với nghĩa rộng: ĐTSH là việc con ngƣời sử dụng những sv sống hoặc sản phẩm hoạt động sống của chúng để làm giảm mật độ quần thể côn trùng gây hại và tạo ra những điều kiện thuận lợi cho hoạt động có ích của chúng. Năm 1971, Tổ chức ĐTSH thế giới đã định nghĩa nhƣ sau: “ĐTSH là việc sử dụng những sv sống hay các sản phẩm hoạt động sống của chúng nhằm ngăn ngừa hoặc làm giảm bớt tác hại do các sv gây ra” (IOBC 1971). 1.2.2. Nhiệm vụ và nội dung chủ yếu của ĐTSH Theo định nghĩa trên thì ĐTSH bao gồm những nội dung sau: + Nghiên cứu các biện pháp sinh học để sử dụng các sv có ích để trừ các loài DH. Những tác nhân sv bao gồm virus, vi khuẩn, nấm, côn trùng ăn thịt, nhện ăn thịt, chim, bò sát, thú + Nghiên cứu các biện pháp sử dụng các sản phẩm hoạt động sống của sv để chống DH nông nghiệp. Ngày nay ngƣời ta đã đƣa vào ĐTSH cả những thành tựu kĩ thuật, công nghệ sinh học để tạo ra những giống CT chống sâu bệnh hoặc các sản phẩm có tác duṇg nhƣ một loại thuốc trừ sâu, diệt cỏ sinh học trong việc bảo vệ mùa màng. Ví dụ: chế phẩm BT sản xuất từ vi khuẩn Bacillus thuringiensis. 1.3. Lịch sử phát triển các biện pháp ĐTSH Có thể chia thành 4 giai đoạn 16 1.3.1. Từ tiền sử đến 1888 Từ cổ xƣa, con ngƣời đã biết áp dụng những kinh nghiệm dùng các tác nhân sinh học chống dịch hại. Ví dụ nhƣ: Huấn luyện mèo rình bắt chuột, dùng kiến vàng trong vƣờn cam quýt để chống rệp. Thế kỉ XVI-XVIII bắt đầu có các công trình nghiên cứu liên quan đến côn trùng có giá trị khoa học, thực tiễn: + Cuốn “De Animalibus Insectis” của Aldrovandi (1962) mô tả kí sinh ở côn trùng: ong kén trắng Apanteles glomeratus kí sinh trên sâu non loài bƣớm Pieris rapae. + Đầu thế kỉ XVII có nhiều tài liệu về côn trùng kí sinh và ăn thịt (Reaumur, De Gear, E-Darwin, Linnaus) + 1874, nhập nội bọ rùa 11 chấm Coccinella undecimpuntata từ Anh vào New Zealand để chống chế rệp muỗi. + 1882, Saunder nhập ong mắt đỏ Trichogramma minutum (từ Mỹ về Canada để trừ loài ong ăn lá Nematus ribesii. 1.3.2. Từ 1888-1940 Thành công của việc trừ rệp sáp Icerya purchasi hại cam quýt ở California bằng nhập nội bọ rùa Rodolia cardinalis từ Astralia đã đánh dấu bƣớc ngoặc lớn trong việc dùng biện pháp sinh học để phòng chống DH bảo vệ CT. Sau này ĐTSH đƣợc nghiên cứu sâu và áp dụng rộng rãi ở nhiều nƣớc trên thế giới về các mặt: chống côn trùng, trừ sâu hại, trừ cỏ dại Thời kì này có nhiều công trình tuyệt vời đóng góp cả về lí thuyết lẫn thực tiễn cho khoa học để bảo vệ cây trồng vật nuôi. 1.3.3. Từ 1940-1960 Tìm ra DDT và hàng loạt thuốc trừ sâu hóa học ra đời, việc áp dụng ĐTSH bị chững lại. Nhƣng việc nghiên cứu vẫn đƣợc tiến hành sâu rộng nhất là từ năm 1950. 17 Ví dụ: Nghiên cứu các chế phẩm chứa độc tố của vi khuẩn B.thuringiensis, các nghiên cứu về sử dụng ong mắt đỏ ở Liên xô cũ 1.3.4. Từ 1960-đến nay Việc lạm dụng thuốc hóa học trừ sâu đã gây hậu quả ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng, đe dọa tính mạng con ngƣời . Vì vậy bắt buộc các nhà nghiên cứu phải quay lại với ĐTSH. Các công trình nghiên cứu đƣợc xúc tiến và mở rộng. Để nâng cao hiệu quả ngƣời ta đã tiế n tới áp dụng các biện pháp phòng trừ tổng hợp không độc, không ô nhiễm môi trƣờng.  Câu hỏi cuối chƣơng 1) So sánh những điểm giống nhau và khác nhau giữa HSTNN và HST tự nhiên. 2) Hãy liệt kê các phƣơng pháp chống lại DH để bảo vệ sản xuất. Ở địa phƣơng anh (chị) ngƣời ta chƣa áp dụng những phƣơng pháp nào? Vì sao? 3) Hãy nêu lịch sử phát triển các biện pháp ĐTSH, anh (chị) hãy phân tích những thành công và những tồn tại của mỗi thời kì. 18 Chƣơng 2. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐTSH  Mục tiêu : sau khi học xong chƣơng này sinh viên có thể: Nêu đƣơc̣ 3 mối quan hệ giữa các loài trong quần xã đƣợc sử dụng trong ĐTSH, Phân tích từng mối quan hệ đó. Nêu đƣơc̣ vai trò của 3 nhóm TĐ (theo tiêu chí TĐ tùy theo mức độ chuyên hóa) trong việc hạn chế DH. Phân tích vai trò của 3 nhóm TĐ trong việc điều hòa cân bằng tự nhiên của quần thể DH. Nêu đƣơc̣ khái niệm cân bằng tự nhiên, phân tích 2 loại điều hòa tự nhiên trong quần xã. Nêu đƣơc̣ các hƣớng sử dụng tác nhân sinh học trong ĐTSH bảo vệ CT. Trình bày đƣơc̣ các hƣớng sử dụng tác nhân sinh học trong ĐTSH tại địa phƣơng. Giải thích đƣơc̣ lí do vì sao địa phƣơng lại có hƣớng sử dụng tác nhân đó. Nhận định đƣơc hƣớng sử dụng tác nhân nào sẽ đem lại hiệu quả nhất tại địa phƣơng.  Những yêu cầu sinh viên phải chuẩn bị trƣớc khi học chƣơng này 1) Liệt kê các mối quan hệ sv có trong quần xã. 2) Thế nào là cân bằng động, tại sao trong quần xã lại có sự cân bằng động? Theo anh (chị) cơ chế cân bằng tự nhiên đƣợc thiết lập dựa trên cơ sở nào?  Nội dung bài giảng 2.1. Các dạng quan hệ chính trong quần xã sinh học 2.1.1. Mối quan hệ giữa các loài trong quần xã đƣợc sử dụng trong ĐTSH Mối quan hệ giữa các loài trong quần xã đƣợc sử dụng trong ĐTSH là các mối quan hệ đối kháng. 2.1.1.1. Mối quan hê ̣con mồi -vâṭ ăn thịt: là hiện tƣợng một loài săn bắt loài khác làm thức ăn và thƣờng dẫn đến cái chết của con mồi trong thời gian rất ngắn. Mối quan hệ này có những đặc điểm là loài ăn thịt có kích thƣớc lớn hơn con mồi, loài ăn thịt tiêu diệt nhiều con mồi làm thức ăn (nguyên tắc tháp), loài ăn thịt tự tìm kiếm con mồi. 19 Ăn thịt là kiểu dinh dƣỡng nguyên thủy hơn kí sinh. Có 2 kiểu ăn mồi là nhai con mồi kiểu miệng nhai và hút dịch dinh dƣỡng từ con mồi nhờ kiểu miệng chích hút (tiêu hóa ngoài). Loài ăn thịt tạo vết thƣơng trên con mồi, truyền dịch tiêu hóa vào con mồi và hút phần dịch đã hoàn toàn phân hủy, bỏ lại xác con mồi. 2.1.1.2. Mối quan hê ̣vâṭ chủ-vâṭ kí sinh: Bondarenko (1978) định nghĩa: kí sinh là loài sv sống nhờ vào loài sv khác trong một thời gian dài, dần dần làm vật chủ chết hoặc suy nhƣợc. Có hai loại kí sinh là kí sinh trong và kí sinh ngoài. Kí sinh trong là loài kí sinh sống bên trong cơ thể vật chủ và tiết độc tố làm ảnh hƣởng đến sức khỏe của vật chủ. Kí sinh ngoài là loài kí sinh sống bên ngoài da vật chủ và hút dinh dƣỡng từ cơ thể vật chủ. 2.1.1.3.Mối quan hê ̣ kháng sinh: (quan hệ đối kháng giữa các sinh vật), loài sv này tiết ra chất hóa học làm kìm hãm, lấn át sự phát triển của loài khác (hãm sinh). Chất kháng sinh thƣờng do vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm thực vật bậc cao tiết ra. 2.1.2. Chuỗi thức ăn và mối quan hệ giữa địch hại, thiên địch với các loài cây trồng QXNN có nhiều loài, chẳng hạn nhƣ trên đồng lúa Việt Nam có khoảng 100 loài côn trùng nhện nhỏ dùng lúa làm thức ăn, 300 loài côn trùng nhện lớn và vi sinh vật là thiên địch sâu hại lúa (theo nhiều tác giả) Chuỗi thức ăn trong HSTNN thƣờng rất đơn giản, chỉ gồm từ 3-4 mắt xích thức ăn. Trong đó các CT là sv sản xuất (P1), các loài DH là sv tiêu thụ bậc 1 (C1), các loài TĐ là sv tiêu thụ bậc 2 (C2) 2.2. Cân bằng tự nhiên và biện pháp sinh học 2.2.1. Cân bằng tự nhiên Cân bằng tự nhiên là duy trì trạng thái ổn định trong tất cả các mối quan hệ của quần xã. 20 Trong một HST, quần xã sv có thể tồn tại hàng trăm năm với vẻ bên ngoài hầu nhƣ không thay đổi. Tuy nhiên, bên trong từng cá thể thƣờng xuyên bị thay đổi nhƣ vậy quần xã sv luôn ở thế cân bằng động. Cân bằng tự nhiên là khuynh hƣớng tự nhiên của các quần xã sv có số lƣợng cá thể không giảm tới mức triệt tiêu cũng không tăng tới mƣ́c vô tận. Đó là quá trình tự điều chỉnh trên cơ sở dòng năng lƣợng cung cấp cho hệ thống có hạn và thông qua mối quan hệ giữa các cá thể trong quần thể. Cơ chế cân bằng tự nhiên là cuộc “Đấu tranh sinh tồn” nhƣ Darwin đã đề cập. Cuộc đấu tranh sinh tồn xảy ra giữa các cá thể cùng loài và khác loài hoặc với điều kiện môi trƣờng. Nhờ đó mà sự cân bằng tự nhiên đƣợc thiết lập. Cân bằng tự nhiên có hai loại là cân bằng trong quần xã và cân bằng trong quần thể. 2.2.2. Điều hòa tự nhiên Sự cân bằng tự nhiên thƣờng xuyên đƣợc duy trì thông qua mối quan hệ dinh dƣỡng giữa các loài trong quần xã. Thực ra mối quan hệ giữa các loài trong quần xã không bao giờ đƣợc ổn định một cách tuyệt đối, cân bằng tự nhiên luôn luôn dao động và bản thân các quần thể cũng thƣờng xuyên biến đổi. Sự biến đổi này đƣợc giới hạn trong một mức độ nhất định nào đó gọi là điều hòa tự nhiên. Điều hòa tự nhiên là sự duy trì mật độ trung bình đặc trƣng của một quần thể sv trong phạm vi giới hạn trên và giới hạn dƣới trong một thời gian nào đó dƣới tác động của các nhân tố vô sinh hay nhân tố hƣ̃u sinh của môi trƣờng. Do điều hòa tự nhiên mà mỗi quần thể có một mật độ trung bình nhất định (coi nhƣ không đổi ở một địa phƣơng nào đó). Mật độ trung bình thay đổi theo điều kiện sống ở các nơi khác nhau do điều kiện môi trƣờng thay đổi, nên mật độ có thể cao, thấp. Nếu môi trƣờng ổn định thì mật độ trung bình của loài ổn định trong một thời gian khá dài. Điều hòa tự nhiên bao gồm điều hòa sinh học (do tác động của các quần thể sinh học lên nhau) và điều hòa do điều kiện môi trƣờng. Điều hòa sinh học: nếu thức ăn đầy đủ, vắng thiên địch thì số lƣợng của quần thể đó lớn hơn số lƣợng trung bình và ngƣợc lại. Số lƣợng trung bình là sự 21 cân bằng giữa hai xu hƣớng: quần thể luôn luôn phát triển số lƣợng con mồ i trƣờng có tác động kiềm chế. + Điều hòa do điều kiện môi trƣờng: trong sinh thái học có quy luật tác động tổng hợp của các nhân tố sinh thái. Các nhân tố sinh thái luôn luôn tác động lẫn nhau và đồng thời tác động lên cơ thể sinh vật. Số lƣợng trung bình của loài và ngay cả sự tồn tại của loài phụ thuộc vào sự tác động tổng hợp của các nhân tố sinh thái của môi trƣờng. Tác động này làm thay đổi: sức sinh sản, mƣ́c đô ̣tử vong, di cƣ và nhập cƣ. Có hai nhóm yếu tố môi trƣờng tác động lên quần thể là nhóm yếu tố không phụ thuộc mật độ và nhóm yếu tố phụ thuộc mật độ. Nhóm các yếu tố không phụ thuộc mật độ: các yếu tố vô sinh, tác động ngẫu nhiên lên quần thể, ảnh hƣởng đến mật độ quần thể nhƣng không có tác dụng điều hòa mật độ. Nhóm các yếu tố phụ thuộc mật độ: các yếu tố sinh học nhƣ cạnh tranh, ăn thịt, kí sinh.Với mật độ quần thể càng cao thì các yếu tố này tác động càng mạnh, các yếu tố này có tác dụng điều hòa số lƣợng cá thể của quần thể. 2.2.3. Vai trò của TĐ trong việc hạn chế số lƣợng DH Các loài TĐ có vai trò rất quan trọng trong việc điều hòa tự nhiên: hạn chế số lƣợng cá thể của quần thể DH ở mật độ phù hợp, không gây hậu quả thiệt hại về mùa màng Năm 1925 Lotka đã đƣa ra các phƣơng trình toán học về mối quan hệ này. Và sau đó 1, năm độc lập với Loka, Volterra cũng đã công bố các phƣơng trình tƣơng tự, nên ngƣời ta gọi chung là phƣơng trình Lotka-Volterra-Mối quan hệ ăn thịt: N1, N2 số lƣợng cá thể của quần thể vật mồi và vật ăn thịt. r1: tốc độ tăng trƣởng của vật mồi. d2 tốc độ chết của vật ăn thịt. p1, p2 là hằng số ăn thịt. dN1 dN2 = r1N1 - p1N1N1, = p2.N1N2 - d2N2 dt dt 22 N1, N2 là tần số gặp nhau giữa vật ăn thịt và vật mồi. Vật ăn thịt (kí sinh) thay đổi chậm hơn vật mồi (vật chủ) thƣờng ¼ chu kì. TĐ có thời gian chậm trễ càng ngắn càng có lợi, hiệu quả điều hòa số lƣợng DH của TĐ phụ thuộc vào chính mật độ quần thể của chúng. Phản ứng nhanh và theo chiều thuận thì càng có lợi. TĐ thƣờng có 2 kiểu phản ứng trƣớc sự thay đổi mật độ của DH. + Phản ứng chức năng: là phản ứng tập tính chính của các loài ăn thịt (kí sinh) với sự thay đổi mật độ của con mồi. Phản ứng chức năng thuận: tăng tập tính hoạt động tiêu diệt con mồi (vật chủ) của vật ăn thịt (kí sinh) khi có sự gia tăng mật độ quần thể con mồi. Kết quả làm tăng số lƣợng cá thể con mồi bị tiêu diệt bởi từng cá thể TĐ. Vì vậy số lƣợng cá thể dịch hại giảm dần. Phản ứng chức năng nghịch: giảm tập tính hoạt động tiêu diệt khi mật độ cá thể của quần thể DH tăng lên. Phản ứng chức năng mang đặc điểm tổng hợp và có ở nhiều loài động vật có xƣơng sống và động vật không xƣơng sống. Nó biểu hiện ở cƣờng độ tấn công, số lần tấn công trong một đơn vị thời gian và khoảng cách giữa các lần tấn công. + Phản ứng số lƣợng là sự biến đổi số lƣợng cá thể quần thể TĐ khi mật độ quần thể DH thay đổi. Sự biến đổi này là sự thay đổi tỉ lệ sinh sản, tỉ lệ sống sót, sự du nhập hay sự rời bỏ quần thể. Phản ứng chức năng tạo tiền đề cho phản ứng số lƣợng. Phản ứng số lƣợng cũng có 2 dạng là phản ứng thuận và nghịch. Phản ứng số lƣợng nhanh và mạnh là một đặc điểm quan trọng của TĐ làm tăng tỉ lệ chết của DH Để việc tiêu diệt dịch có hiệu quả cao thì các phản ứng của TĐ trƣớc sự thay đổi của dịch hại là phản ứng thuận, phải đồng thời phải có tác động cả hai loại là phản ứng chức năng và phản ứng số lƣợng. 2.3. Tính chuyên hóa của thiên địch và ý nghĩa của nó trong các biện pháp ĐTSH 2.3.1. Các nhóm thiên địch theo quan hệ thức ăn 23 Thiên địch đơn thực: là những loài thiên địch chỉ sử dụng một hoặc hai loài rất gần gũi nhau về quan hệ họ hàng (theo phân loại) để làm vật chủ hoặc con mồi. Nhóm này thƣờng ít gặp trong tự nhiên. Ví dụ: ong xanh ăn trứng sâu đục thân hai chấm Tetrastichus schoenobii. Thiên địch hẹp thực: là những loài kí sinh hay ăn thịt chỉ dùng vài loài vật chủ hoặc con mồi thuộc 1 họ. Nhóm này có nhiều trong tự nhiên. Ví dụ: ong kén trắng Apanteles ruficrus kí sinh trên các loài sâu cắn gié. Thiên địch đa thực: là loài sử dụng nhiều loài DH khác nhau để làm con mồi hoặc vật chủ. Nhóm này khá phổ biến. Ví dụ: Ruồi kí sinh Compsilura concinnata có khoảng 200 vâṭ chủ (theo Clousen 1956). Sự phân chia các nhóm trên chỉ mang tính chất tƣơng đối và mang tính chất nhân tạo vì nhiều loài biến đổi thức ăn hoặc kí chủ trong suốt đời sống của mình. Hơn nữa sự phân chia trên chƣa phản ánh đƣợc đặc trƣng mối quan hệ giữa chúng với kí chủ. 2.3.2. Các nhóm TĐ tùy theo mức độ chuyên hóa - TĐ không chuyên tính: gồm các loài đa thực, không có một loại con mồi/vật chủ nhất định. - TĐ chuyên tính chia làm 2 nhóm là thiên địch chuyên tính hẹp và thiên địch chuyên tính rộng. + TĐ chuyên tính hẹp: gồm các loài đơn thực rất hẹp thực chỉ thích ứng với 1-2 loài vật chủ/con mồi. + TĐ chuyên tính rộng: gồm các loài TĐ hẹp thực. -Sự chuyên tính của TĐ đƣợc xác định bởi: + Mức độ trùng hợp giữa chu kì phát triển của TĐ với chu kì phát triển của con mồi chính hay vật chủ chính. + Mức độ giống nhau về yêu cầu điều kiện môi trƣờng. + Sự trùng hợp thời kì hoạt động của TĐ với giai đoạn phát dục của con mồi mà TĐ ƣa thích. 24 TĐ chuyên tính hẹp có sự trùng hợp về chu kì phát triển và yêu cầu điều kiện môi trƣờng. TĐ chuyên tính rộng không trùng hợp lắm. TĐ không chuyên tính không trùng hợp, chúng có tính dẻo sinh thái rộng (rộng thực). Vai trò của các nhóm TĐ trong việc hạn chế số lƣợng dịch hại không giống nhau, điều này cụ thể nhƣ sau: + TĐ chuyên tính : có khả năng kiểm soát sự gia tăng số lƣợng của dịch hại vì chúng có khả năng lựa chọn tinh vi vật chủ/con mồi ngay cả khi mật độ thấp. TĐ chuyên tính là yếu tố quyết định xu hƣớng biến dộng số lƣợng quần thể vật chủ/con mồi. TĐ chuyên tính có vai trò chủ yếu trong việc điều hòa quần thể DH, ngay cả khi mật độ còn thấp. + TĐ không chuyên tính không thể kiềm chế đƣợc sự gia tăng số lƣợng của quần thể dịch hại. Vai trò điều hòa của chúng chỉ thể hiện khi chúng có mật độ cao. Vì thế chúng đôi khi có vai trò quan trọng trong việc hạn chế số lƣợng DH. 2.4. Hƣớng sử dụng tác nhân sinh học trong ĐTSH bảo vệ cây trồng 2.4.1. Bảo vệ và phát triển quần thể TĐ có trong tự nhiên Biện pháp này đƣợc duy trì từ lâu và đƣợc coi là một trong những hƣớng chính trong ĐTSH bảo vệ cây trồng vì những lí do sau đây: + Quần thể trong tự nhiên là rất lớn, gấp nhiều lần so với các quần thể nuôi nhân tạo. + Tôn trọng các nguyên lí sinh thái học: bảo vệ đƣợc các mối quan hệ qua lại giữa loài có hại và có ích trong quần xã nông nghiệp, bảo đảm tính cân bằng và điều hòa sinh học trong tự nhiên. + Mục đích là làm tăng tỉ lệ chết tự nhiên của các loài DH. + Rẻ tiền không tốn kém về mặt kinh tế, chỉ cần hiểu về hệ sinh thái nông nghiệp. Các nguyên tắc cần tuân thủ: + Để cho loài DH tồn tại ở mật độ thấp, vì ở mật độ thấp thì DH không làm giảm năng suất nông nghiệp, từng cá thể dịch hại không có ý nghĩa gây hại, 25 chúng chỉ gây hại kinh tế khi đạt đến một mật độ nhất định (gọi là ngƣỡng gây hại kinh tế). Tồn tại ở mức độ thấp, DH làm thức ăn cho TĐ giúp duy trì quần thể TĐ. + Xác định ngƣỡng hữu hiệu của TĐ: để đánh giá vai trò của TĐ trong ĐTSH phải xác định ngƣỡng hữu hiệu của TĐ. Vai trò của TĐ trong điều hòa số lƣợng DH chỉ có đƣợc khi quần thể đạt đến một mật độ nhất định, đó là ngƣỡng hữu hiệu của thiên địch. + Áp dụng hợp lí các biện pháp canh tác để tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của TĐ, tạo nơi ở thích hợp và kích tích chúng hoạt động bắt mồi. + Bảo đảm tính đa dạng thực vật trong HSTNN: thực vật là nơi cƣ trú và bảo vệ TĐ, là thức ăn thêm cho TĐ, ngoài ra thực vật còn làm tăng tính đa dạng của khu hệ động vật, tăng tinh dẻo sinh thái làm cho HSTNN gần với HST tự nhiên làm tăng tính ổn định của HSTNN nên TĐ phát huy đƣợc tác dụng. + Sử dụng hợp lí thuộc hóa học: TĐ mẫm cảm với thuốc hóa học đặc biệt ở pha trƣởng thành vì thế phải sử dụng sao cho có hiệu quả cao mà ít hại cho TĐ. 2.4.2. Bổ sung TĐ vào quần xã cây trồng nông nghiệp. TĐ có phản ứng chậm trễ so với sự gia tăng số lƣợng DH, điều này đƣợc thể hiện rõ nhất là khả năng sinh sản của TĐ thấp hơn DH. DH nhập nội thì thiếu hẳn TĐ vì thể phải bổ sung TĐ. Có 3 cách bổ sung TĐ vào QXNN: + Nhập nội và thuần hóa TĐ (biện pháp cổ điển). Việc nhập nội TĐ có thể tiến hành đƣợc trong các điều kiện sau:  HST có ổ sinh thái tự do (HST chƣa bão hòa) mà TĐ nhập về có thể cƣ trú.  Tại ổ sinh thái đó đang có một loài TĐ nhƣng không có hiệu quả trong điều hòa số lƣợng quần thể DH về dễ dàng bị tẩy ra khỏi ổ sinh thái bởi loài mới nhập.  Loài TĐ nhập nội phải có tính dẻo sinh thái. 26 + Di chuyển TĐ trong phạm vi khu phân bố: thực hiện khi DH lan truyền đến nhƣng TĐ chuyên tính chƣa có mặt hoặc chƣa tích lũy đủ số lƣợng (dƣới ngƣỡng hữu hiệu) + Nhân thả TĐ: để bù lại sự giảm hiệu quả của TĐ do sự thiếu trùng hợp trong sự phát triển của TĐ đa thực và vật chủ của chúng ngƣời ta áp dụng biện pháp nhân thả TĐ. Có hai phƣơng pháp:  Thả tràn ngập: nhƣ phun thuộc trừ sâu để dập tắt ổ dịch khi DH có mật độ cao và gây hại lớn.  Thả định kì để bổ sung số TĐ chết, thƣờng thả vào đầu vụ phát triển của DH, khi TĐ chƣa phát triển. 27 Mô hiǹh 2.1. Thả ong mắt đỏ và côn trùng bắt mồi phòng trừ sâu hại trong nhà lƣới theo hƣớng GAP Chú thích : OMĐ-ong mắt đỏ , BĐK-bọ đuôi kìm , BXBM-bọ xít bắt mồi , BRBM-bọ rùa bắt mồi. 28 2.4.3. Tạo khả năng miễn dịch của cây trồng đối với các vi sinh vật gây bệnh Sử dụng các chủng (nòi) có tính độc yếu của một loài VSV gây bệnh cây để tạo sự miễn dịch của cây trồng chống lại chủng (nòi) có tính độc mạnh của chính loài vi sinh vật đó. 2.4.4. Sử dụng chất kháng sinh trong bảo vệ thực vật Là hƣớng quan trọng trong ĐTSH. Ƣu điểm của chất kháng sinh: thƣờng phun với nồng độ rất thấp, bị vi sinh vật phân giải nhanh nên không gây ô nhiễm môi trƣờng. Các chất kháng sinh phải đáp ứng đƣợc các yêu cầu: dễ dàng xâm nhập vào mô của cây trồng và tồn tại một thời gian khá dài. Khống chế đƣợc sự phát triển của một số vi sinh vật gây bệnh mà không gây độc hại cho cây trồng. 2.4.5. Sử dụng các chất sinh hoc̣ Các chất sinh hoc̣ nhƣ là pheromon, hoocmoon, chất gây triêṭ sản, Alkil hóa, chất hóa diêṭ sinh, chúng đƣơc̣ nghiên cƣ́u để sƣ̉ duṇg, tác dụng của các chất sinh hoc̣ lên sâu haị rất đa daṇg là dâñ du ,̣ xua đuổi, gây ngán, triêṭ sản, làm rối loạn hoạt động của sâu hại cuối cùng làm sâu chết .  Câu hỏi ôn tập 1) Những hiện tƣợng đối kháng nào đƣợc sử dụng trong ĐTSH ? Vì sao ? 2) Hãy phân tích vai trò của TĐ trong hạn chế số lƣợng DH. 3) Hãy phân tích cơ sở lí luận của ĐTSH. 4) Hiện nay ngƣời ta đang sử dụng những tác nhân sinh học nào để bảo vệ cây trồng vật nuôi ở địa phƣơng ? Tại sao ngƣời ta lại sử dụng những tác nhân sinh hoc̣ đó. 29 Chƣơng 3. CÁC NHÓM SINH VẬT LÀ THIÊN ĐỊCH CỦA CÁC LOÀI DỊCH HẠI NÔNG NGHIỆP  Mục tiêu của chƣơng Liệt kê đƣợc 3 nhóm sinh vật là TĐ (nhóm kí sinh, ăn thịt và gây bệnh) của dịch hại nông nghiệp. Nêu đƣợc đặc điểm và đại diện của từng nhóm TĐ. Phân tích đƣơc̣ vai trò của từng nhóm TĐ đối với việc tiêu diệt DH nông nghiệp. Đánh giá đƣơc̣ sự đa dạng của các nhóm TĐ và đƣa ra các biện pháp chúng tại địa phƣơng.  Những yêu cầu sinh viên phải chuẩn bị trƣớc 1) Dựa vào mối quan hệ đối kháng của sv trong tự nhiên ngƣời ta chia TĐ làm mấy nhóm? 2) Hãy tìm hiểu các TĐ hiện đang có ở địa phƣơng các anh (chị). Ngƣời ta đã làm gì để bảo vệ và duy trì các thiên địch đó?  Nội dung chính 3.1. Các sinh vật kí sinh 3.1.1. Côn trùng kí sinh sâu hại Là nhóm có vai trò quan trọng trong ĐTSH. Chúng rất phổ biến trong tự nhiên và có vị trí đặc biệt quan trọng trong các sinh vật sống kí sinh. Đặc điểm đặc trƣng: hầu hết côn trùng kí sinh sâu hại có biến thái hoàn toàn, chỉ có pha ấu trùng sống kí sinh, còn pha trƣởng thành sống tự do. Nhiều trƣờng hợp pha trƣởng thành của côn trùng kí sinh là do tập tính chăm sóc thế hệ sau. Vật kí sinh sử dụng hết toàn bộ các mô của cơ thể vật chủ và gây chết vật chủ ngay sau khi chúng hoàn thành phát dục. Mối quan hệ qua lại giữa côn trùng kí sinh và vật chủ: + Vị trí kí sinh:  Kí sinh trong: là nhóm sống bên trong cơ thể vật chủ, phổ biến nhất trong nhóm côn trùng. 30 Ví dụ: Ấu trùng ong kén trắng Apanteles (họ Braconnidae) sống trong cơ thể sâu non của nhiều loài côn trùng bộ cánh vảy (Lepidoterae).  Kí sinh ngoài: sống trên bề mặt cơ thể vật chủ, nhóm này không phổ biến lắm. Ví dụ: ấu trùng ong kiến họ Dryinidea tạo thành khối u trên mặt lƣng cơ thể loài rây (rầy nâu, rầy lƣng trắng, rầy xanh đuôi đen). + Loài kí sinh thƣờng chỉ liên quan đến một pha phát dục của vật chủ, theo đó có các nhóm kí sinh sau:  Kí sinh trứng: cá thể kí sinh cái trƣởng thành để trứng vào trứng vật chủ, các pha trứng, sâu và nhộng đều diễn ra bên trong trứng vật chủ sau đó vũ hóa và chui ra ngoài. Ví dụ: Ong mắt đỏ họ Trichogrammatidae, ong đen họ Scelionidae.  Kí sinh sâu non: con cái trƣởng thành đẻ trứng vào pha sâu non và kí sinh hoàn thành phát dục trên sâu non. Kí sinh sâu non có nhiều ở các họ côn trùng: Braconidea, Tachinidae, Ichneumonidae  Kí sinh nhộng: cá thể trƣởng thành cái đẻ trứng lên pha nhộng của vật chủ và kí sinh hoàn thành phát dục khi vật chủ ở pha nhộng. Thƣờng gặp ở họ ong đùi to Chalcididae, Tachinidae, Ichneumonidae.  Kí sinh trƣởng thành: con cái loài kí sinh đẻ trứng lên pha trƣởng thành của vật chủ và hoàn thành phát dục ở pha trƣởng thành. Nhóm này không có nhiều. Ví dụ: Ong kiến họ Dryinidae có khi kí sinh pha trƣởng thành các loài rầy nâu, rầy lƣng trắng.  Ngoài ra có một số trƣờng hợp ngoại lệ: kí sinh trên trứng lẫn sâu non hoặc kí sinh trên sâu non lẫn nhộng. + Mối liên quan giữa số lƣợng cá thể loài kí sinh và số lƣợng loài kí sinh hoàn thành phát dục trong một cá thể vật chủ. Có thể chia làm các nhóm sau:  Kí sinh đơn: trong một cá thể vật chủ chỉ có một cá thể kí sinh hoàn thành phát dục trong một cá thể vật chủ. Ví dụ: ong kén trắng kí sinh đơn sâu non cuốn lá nhỏ Apanteles cypris. 31  Kí sinh tập thể: nhiều cá thể của cùng một loài kí sinh hoàn thành phát dục trong một cá thể vật chủ. Ví dụ: Ong kén trắng tập thể kí sinh sâu cắn gié A.ruficus.  Hiện tƣợng đa kí sinh: có nhiều loài kí sinh đồng thời trong một cá thể vật chủ. Ví dụ: trong một trứng sâu cuốn lá lớn hại lúa lớn có thể gặp kí sinh ong đen Ielenomus rotundus cùng kí sinh với ong mắt đỏ Trichogrammasp. Đối với côn trùng kinh hiện tƣợng này ít gặp. + Theo thứ tự trong mối quan hệ với sâu hại (vị trí của chúng trong chuỗi thức ăn) ngƣời ta chia thành các bậc kisinh:  Kí sinh bậc 1: là các loài kí sinh trên côn trùng ăn hại thực vật hoặc trên côn trùng ăn thịt.  Kí sinh bậc 2: là loài kí sinh trên loài kí sinh bậc 1. Từ bậc 2 trở lên gọi là siêu kí sinh.  Kí sinh bậc 3: trƣờng hợp này ít gặp.  Tự kí sinh: (theo Flander 1937) cá thể cái là kí sinh bậc 1, còn cá thể đực là kí sinh bậc 2 trên chính cá thể cái cùng loài. Ví dụ: một số loài ong thuộc họ Aphelinidae. Tập tính của côn trùng kí sinh và nghĩa của nó trong ĐTSH: đặc điểm đặc trƣng của côn trùng kí sinh là cá thể trƣởng thành sống tự do. Những loài có cá thể cái trƣởng thành mà có khả năng tìm kiếm vật chủ của cá thể cái trƣởng thành càng cao thì loài kí sinh càng có khả năng kìm hãm số lƣợng vật chủ và nhƣ vậy càng có ý nghĩa trong ĐTSH. Quá trình tìm kiếm vật chủ gồm những giai đoạn: + Tìm kiếm nơi ở của vật chủ: tìm những nơi ở có cây thức ăn của vật chủ. Phản ứng nhận biệt cây thức ăn vật chủ là kết quả đã đạt đƣợc trong quá trình tiến hóa. Điểm định hƣớng là chất dẫn dụ do cây thức ăn vật chủ tiết ra. Côn trùng kí sinh tiếp nhận chất dẫn dụ nhờ cơ quan cảm thụ hóa học. Ví dụ: mùi cây thông hấp dẫn ong Itoplectis conquisitor đến kí sinh sâu cuốn lá thông Evetria buoliana. 32 + Tìm và phát hiện vật chủ: để tìm kiếm vật chủ trong phạm vi nơi ở của chúng, côn trùng kí sinh cái trƣởng thành sử dụng các nguồn kích thích từ phía vật chủ hay các sản phẩm hoạt động sống của vật chủ. Trong đó thị giác và khứu giác đóng vai trò quan trọng, nên hình ảnh hoạt động và mùi vị của vật chủ là những kích thích chủ yếu giúp côn trùng kí sinh nhận ra vật chủ. Ví dụ: ruồi kí sinh Drino bohemica bị hấp dẫn bởi chuyển động của ấu trùng ong lá Neodiprion lecontei (vật chủ). Ong Microplitis ciceires bị hấp dẫn đến với sâu non Heliothiszea bởi phân của sâu non (Jones et al 1977). + Lựa chọn vật chủ: sau khi vật chủ đƣợc xác định, côn trùng kí sinh cái có thể vẫn không tiếp nhận đẻ trứng nếu nó thấy vật chủ không thích hợp vì những lí do sau nhƣ phát hiện vật chủ trƣớc đó đã đƣợc khảo sát, kể cả chính nó vì mùi của côn trùng trƣớc còn vƣơng lại. Những nhóm côn trùng kí sinh phổ biến: theo Sweet (1936) trong lớp côn trùng Insecta có 86 họ thuộc 5 bộ có đại diện kí sinh là bộ cánh cứng Coleoptera, cánh cuốn Strepsiptera, cánh vẩy Lepidoptera, cánh màng Hymenoptera, hai cánh Diptera. Ƣu thế của côn trùng kí sinh so với côn trùng ăn thịt: côn trùng kí sinh có tính chuyên hóa cao, thích nghi và trùng hợp về chu kì phát triển của vật chủ cụ thể là thức ăn cho một cá thể ít, cho phép côn trùng kí sinh có thể duy trì cân bằng với vật chủ khi vật chủ có mật độ thấp. Vì vậy chúng đƣợc sử dụng nhiều (trong 103 TĐ đƣợc sử dụng có 75 loài kí sinh-theo Sweetman, 1958). 3.1.2. Nguyên sinh động vật kí sinh côn trùng Nguyên sinh động vật có vai trò quan trọng trong các biện pháp phòng trừ tổng hợp. Nhờ chúng mà quần thể côn trùng hại giảm bớt số lƣợng hoặc mẫn cảm hơn với thuộc trừ sâu hoặc các tác nhân sinh học khác (do bị làm yếu). Trong ĐTSH chỉ đề cập đến các loài NSĐV có tác động làm giảm sức sinh sản và sức sống của côn trùng vật chủ. Đại diện nguyên sinh động vật kí sinh trên côn trùng: + Lớp trùng roi Flagellata: những loài kí sinh chủ yếu thuộc họ Trypanosomatidae. 33 + Lớp trùng chân giả Sarcodina: chủ yếu là lớp côn trùng amip kí sinh thuộc họ Amoebidae. + Lớp trùng bào tử Sporozoa: gồm nhiều gây bệnh cho côn trùng. Chúng thƣờng kí sinh trong tế bào, nếu côn trùng bị nhiễm mạnh sẽ chết. + Lớp trùng cỏ Ciliophora: có rất nhiều loài kí sinh trên côn trùng song chỉ có một số ít là gây bệnh cho côn trùng mà chủ yếu là côn trùng sống dƣới nƣớc nhƣ ấu trùng muỗi thuộc họ Chironomus plumosus. Khả năng sử dụng nguyên sinh động vật trừ sâu hại: trong tất cả các nguyên sinh động vật thì chỉ có trùng bào tử nhỏ Microsporidia là có khả năng rộng rãi trong ĐTSH để trừ côn trùng hại. Sự lây truyền Microsporidia thực hiện theo ba con đƣờng chính: cùng với thức ăn qua miệng (phổ biến nhất), qua vết thƣơng trên có thể vào trong dịch máu, qua trứng. Hƣớng sử dụng: chủ yếu là bổ sung nguyên sinh động vật vào môi trƣờng sống của côn trùng hại. Để có nguồn bổ sung vào môi trƣờng phải tiến hành nhân nuôi chúngvới số lƣợng lớn. Ví dụ: ngƣời ta nhân nuôi trùng amip Melamoebalocustae trên loài muỗi Melanoplus differentialis. Sản xuất bào tử của trùng Nosema serbica, N.lymantriae, N.muscularis trên sâu róm Lymantria dispas. Ngƣời ta đã dùng Nosema locustae gây bệnh cho nhiều loài châu chấu để chống nạn châu chấu (Nassch et al,1992). Dùng dịch bào tử của Microsporidia phun lên cây ở quanh tổ của sâu bƣớm trắng Mỹ đã làm sâu non chết đến 80- 100%, vì chúng kích thích bệnh virus tiềm ẩn phát triển. (Issi, 1971). Nói chung dùng nguyên sinh động vật trong ĐTSH diệt trừ côn trùng hại cùng với các biện pháp khác trong hệ thống IBM rất có hiệu quả. 3.1.3. Tuyến trùng kí sinh côn trùng Một số nhóm tuyến trùng kí sinh côn trùng quan trọng: 3.1.3.1. Tuyến trùng bán kí sinh 34 Đây là những loài có lối sống vừa kí sinh vừa hoại sinh. Chu kì kí sinh bắt đầu từ khi ấu trùng của chúng từ đất hoặc thực vật xâm nhập vào côn trùng. Ấu trùng của tuyến trùng có thể chủ động xâm nhập qua miệng, hơi thở hoặc theo thức ăn vào ống tiêu hóa côn trùng. Chúng thƣờng mang theo nhiều vi sinh vật gây bệnh vào cơ thể côn trùng, khi tuyến trùng hoàn tất thế hệ đầu tiên trong cơ thể côn trùng thì côn trùng chết và xác côn trùng trở thành nguồn thức ăn cho chúng để thực hiện chu kì hoại sinh. Thuộc nhóm này chỉ có một họ Steinernematidae gồm 2 giống Steinernema và Neoaplectane . Ở Mỹ đã tìm ra loài tuyến trùng có kí hiệu DD-136, ấu trùng của chúng chống chịu với nhiều loại thuốc hóa học dùng trong sản xuất , chúng có thể tiêu diệt hơn một trăm loại côn trùng (Sandner, 1984). Ngoài ra còn có vi khuẩn giống Achromobacter thƣờng đồng hành với tuyến trùng. 3.1.3.2. Tuyến trùng kí sinh bắt buộc, không gây chết vật chủ. Đây là nhóm tuyến trùng kí sinh và hoàn thành toàn bộ chu kì phát triển của chúng trong các cơ quan của vật chủ, nhƣng không làm chết vật chủ. Chu kì phát triển của tuyến trùng trùng hợp với chu kì phát triển của côn trùng vật chủ. Trứng của tuyến trùng qua thực quản vào ruột già và phát triển tại đó. Ấu trùng tuổi một xuất hiện và chuyển xuống ruột sau để phát triển tiếp. Tuyến trùng cái trƣởng thành đẻ trứng và trứng đƣợc thải ra ngoài theo phân của vật chủ. Đại diện tuyến trùng kí sinh bắt buộc không gây chết vật chủ thuộc các họ: Thelastomatidae, Oxyuridae, Neotylenchidae, Tylenchidae, Allantonema tidae và Aphelenchoi didae có ý nghĩa lớn trong việc làm giảm số lƣợng của nhiều quần thể côn trùng gây hại (do giảm sinh sản), nhƣ các côn trùng thuộc họ mọt Ipidae, bọ vòi voi Curculionidae, xén tóc Cerambycidae, bọ ánh kim Chrysomelidae, sâu xám Agrotinae. Các giống quan trọng của họ này là: Allantonema, Bradynema, Howardula. 3.1.3.3. Tuyến trùng kí sinh bắt buộc, gây chết vật chủ. Những tuyến trùng này kí sinh trong khoang cơ thể vật chủ. Chúng có thể hoàn thành toàn bộ hoặc một phần chu kì phát triển. Chúng sử dụng vật chủ làm 35 nguồn dinh dƣỡng và làm chết vật chủ hoặc gây tổn hại nặng nề khi chúng rời bỏ cơ thể vật chủ. Thuộc nhóm này có đại diện các họ Mermithidae, Tetradonematidae. Đặc biệt có ý nghĩa nhất trong ĐTSH phòng chống côn trùng hại là 2 giống Mermis và Hexamermis, chúng có chu kì phát triển trong một năm gồm 5 giai đoạn: + Phát triển phôi. + Trƣớc kí sinh. + Kí sinh. + Sau kí sinh. + Trƣởng thành. Chúng kí sinh trên côn trùng, nhện, nhuyễn thể. Đáng chú ý có các loài: Mermis elegans kí sinh bộ cánh thẳng, M.terricola kí sinh ấu trùng bộ cánh vẩy, Hexamermis albican kí sinh trên nhiều loài sâu hại 3.1.3.4. Sử dụng tuyến trùng trừ côn trùng hại Năm 1930 dùng tuyến trùng Neoaplectana glaseri trừ bọ hung Nhật Bản Popillia japonica ở ngoài đồng. Mật độ ấu trùng bọ hung giảm 40-60% (Coppel et al, 1977; Kaya, 1985). Thí nghiệm sử dụng dòng DD-136 tuyến trùng Neoaplectana carpocapsae trừ sâu đục quả táo tây, sâu xanh Helionthis virescent diệt 60% sâu non. Dùng Neoaplectana carpocapsae trừ ruồi Delia platura trên thuốc lá cho hiệu quả bằng dùng thuốc hóa học (Cheng et Bucher, 1972). Nhƣng ở một số đối tƣợng khác thì không có hiệu quả bằng chẳng hạn nhƣ trừ ruồi hại bắp cải Delia brassicae (Weles, Briand, 1961). Dutky (1974) cho rằng nên sử dụng tuyến trùng kí sinh côn trùng trong hệ thống các biện pháp phòng trừ tổng hợp cùng một số thuốc hóa học trừ nấm, cỏ và một số chế phẩm sinh học khác (Kaya, 1985). 36 3.2. Các sinh vật ăn thịt 3.2.1. Côn trùng ăn thịt sâu hại Côn trùng ăn thịt côn trùng (sâu hại) là hiện tƣợng phổ biến trong tự nhiên. Chúng có vai trò quan trọng trong việc kìm chế (điều hòa) sự sinh sản của sâu hại. Vì thế nó đƣợc sử dụng rộng rãi trong ĐTSH. 3.2.1.1. Đặc điểm tập tính của côn trùng ăn thịt Ấu trùng của các loài côn trùng ăn thịt phải tự tìm kiếm con mồi, chúng có cấu tạo, tập tính và thích nghi với việc săn mồi. Tuy vậy việc tìm kiếm nơi ở con mồi là do cá thể cái trƣởng thành quyết định, do chúng phải đẻ trứng vào nơi có con mồi là thức ăn của ấu trùng. Vì vậy việc xác định nơi ở của loài mồi là rất quan trọng. Thị giác và khứu giác (cảm nhận hóa học) là 2 cơ quan giúp chúng định hƣớng tìm đúng nơi ở con mồi. 3.2.1.2. Những loài côn trùng ăn thịt chủ yếu Bô ̣hiǹh 3.1. Tuyến trùng kí sinh. Chú thích- Hình trên là tuyến trùng S.scapterisci kí sinh và gây chết dế nhủi sau môṭ tuần. - Hình trên là tuyến trùng Mermithid kí sinh trong đầu của ấu trùng muôĩ. 37 Các loài côn trùng ăn thịt thuộc 189 bọ của 16 bộ côn trùng (Sweetman, 1958). Bộ hai đuôi, bộ ba đuôi, chuồn chuồn, cánh thẳng, bọ ngựa, cánh da, bọ trĩ, cánh nửa, cánh cứng, cánh mạch, hai cánh, cánh màng Đóng vai trò quan trọng nhất trong ĐTSH phòng trừ dịch hại nông nghiệp là các côn trùng ăn thịt thuộc các bộ: cánh nửa, bọ trĩ, cánh cứng, cánh mạch, hai cánh và cánh màng. Các họ quan trọng nhất là: + Họ bọ rùa Coccinellidae thuộc bộ cánh cứng Coleoptera. Thế giới có 4500-5000 loài bọ rùa, ở nƣớc ta theo tài liệu của Hoàng Đức Nhuận (1979) có ít nhất 246 loài bọ rùa trong đó có 160 loài có ích. + Họ bọ chân chạy (Carabidae) thuộc bộ cánh cứng Coleoptera: chúng đã đƣợc biết và sử dụng từ thời Trung cổ (Kollar, 1840; Villa, 1844). Họ này có nhiều loài ăn thịt ở pha ấu trùng và trƣởng thành, thức ăn chủ yếu là các loài côn trùng. + Họ bọ mắt vàng Chrysopidae (Bộ cánh mạch): đƣợc sử dụng từ lâu, năm 1734 Reaumur khuyến cáo sử dụng họ mắt vàng để diệt sâu hại, chủ yếu là các loại rệp nhà kính.. Phần lớn chúng có kiểu sống ăn thịt ở pha ấu trùng và trƣởng thành, con mồi chủ yếu là rệp muội. Giống có vai trò lớn nhất là Chrysopa. + Họ Ruồi ăn rệp Syrphidae (Bộ hai cánh): sống kiểu ăn thịt ở pha ấu trùng, còn pha trƣởng thành sống nhờ phấn và mật hoa Con mồi chủ yếu là các loài rệp muội. Mặc dù việc sử dụng các côn trùng ăn thịt để phòng chống dịch không chiếm một tỉ số lớn nhƣ các loài côn trùng kí sinh. Nhƣng trong thực tế nhiều trƣờng hợp sử dụng côn trùng ăn thịt. Theo De Bach, (1964) chỉ chiếm 20% tổng số trƣờng trong ĐTSH là côn trùng ăn thịt nhƣng nhiều trƣờng hợp đem lại nhiều thành công tuyệt vời. 38 Bô ̣hình 3.2. Tám loài côn trùng kí sinh và bắt mồi có mặt cả trong và ngoài nhà lƣới. 3.2.2. Những nhóm sinh vật khác ăn thịt sâu hại. Nhện: có vai trò to lớn trong ĐTSH bảo vệ cây trồng. Hiện nay ngƣời ta biết sử dụng hai bộ trong 10 bộ của lớp nhện vào công cuộc phòng chống DH là nhện lớn ăn thịt (Araneae) và nhện nhỏ ăn thịt. Động vật không xƣơng sống: Nhóm này có thủy tức (Hydrozoa) và giun dẹp (Turbellaria). Động vật có xƣơng sống: + Nhóm này có cá (Pices): chúng thích ăn bọ gậy, cá là thiên địch của muỗi. + Động vật lƣỡng cƣ (Amphibia): pha nòng nọc của lƣỡng cƣ ăn côn trùng. 39 + Bò sát (Reptilia): nhiều loài thuộc họ thăn lằn sử dụng côn trùng nhện, sên làm thức ăn. Một số loài rắn thuộc họ Colubridae tiêu diệt các loài gặm nhấm có hại + Chim (Aves):  Bộ chim sẻ (Passeriformes): có nhiều loài ăn côn trùng và săn bắt chủ yếu vào thời kì nuôi con.  Bộ chim gõ kiến (Picariae): thƣờng tiêu diệt ấu trùng và côn trùng họ xén tóc, bọ cát dinh, mọt Ipidae (cả trong thân cây gỗ).  Bộ cú vọ (Striges): các loài cú chuyên săn bắt các loài gặm nhấm.  Bộ chim tu hú (Cucu iformes): chuyên ăn sâu non của các bộ cánh vẩy. + Động vật có vú (Mammalia):  Bộ dơi (Chiroptera): tiêu diệt các loài côn trùng bay trong chiều tối, đen nhƣ muỗi, châu chấu  Chuột chù, chuột dũi dùng côn trùng làm thức ăn.  Nhím Erinaceus ăn nhiều loài côn trùng (95% thức ăn). 3.3. Các nhóm sinh vật khác là TĐ của DH nông nghiệp. 3.3.1. Các sinh vật gây bệnh cho côn trùng. Các sinh vật gây bệnh cho côn trùng : vi khuẩn, virut, nấm gây bệnh cho côn trùng. 3.3.2. Các tác nhân sinh học chống bệnh hại cây trồng Các kí sinh của vật gây bệnh cây trồng: nấm, vi khuẩn kí sinh trên nấm gây bệnh cây. Các chất kháng sinh chống lại vật gây bệnh cho cây, các chủng vi sinh vật gây bệnh cho cây có tính độc yêu hoặc không độc. 3.3.3. Các tác nhân sinh học chống cỏ dại Các loài sinh vật đƣợc sử dụng trong phòng trừ cỏ dại có thể là côn trùng, nấm, vi sinh vật hay động vật bậc cao với điều kiện chúng có tính chuyên hóa thức ăn cao, không ảnh hƣởng tới sự sinh trƣởng và phát triển của các loại cây trồng và thực vật có ích khác. 40  Câu hỏi ôn tập 1) Anh (chị ) hãy liệt kê các nhóm sinh vật là TĐ của dịch hại nông nghiệp. Nêu đƣợc đặc điểm và đại diện của từng nhóm TĐ. 2) Anh (chị) hãy phân tích vai trò của từng nhóm TĐ đối với việc tiêu diệt DH nông nghiệp. 3) Hãy đánh giá sự đa dạng của các nhóm TĐ và đƣa ra các biện pháp bảo vê ̣chúng tại địa phƣơng. 41 Chƣơng 4. NHỮNG THÀNH TỰU CỦA ĐẤU TRANH SINH HỌC  Mục tiêu của chƣơng Trình bày những thành tựu của biện pháp sinh học trừ sâu hại. Trình bày những thành tựu của biện pháp sinh học trừ bệnh hại cây trồng. Trình bày những thành tựu của biện pháp sinh học trừ cỏ dại. Tại địa phƣơng đã ứng dụng những thành tựu nào và đã đạt đƣợc những thành tựu gì? Giải thích lí do vì sao mà địa phƣơng lại ứng dụng những thành tựu đó. Anh chị hãy nhận định triển vọng của thành tự đó tại địa phƣơng.  Nhƣ̃ng nôị dung sinh viên phải chuẩn bi ̣ trƣớc khi hoc̣ chƣơng này 1) Tìm hiểu những thành tựu của biện pháp sinh học trừ sâu hại trên thế giới, Viêṭ Nam và điạ phƣơng . Giải thích lí do vì sao mà địa phƣơng lại ứng dụng những thành tựu đó. Anh chị hãy nhận định triển vọng của thành tự đó tại địa phƣơng. 2) Tìm hiểu những thành tựu của biện pháp sinh học trừ bêṇh haị cây trồ ng trên thế giới , Viêṭ Nam và điạ phƣơng . Giải thích lí do vì sao mà địa phƣơng lại ứng dụng những thành tựu đó. Anh chị hãy nhận định triển vọng của thành tự đó tại địa phƣơng. 3) Tìm hiểu những thành tựu của biện pháp sinh học trừ cỏ dại trên thế giới, Viêṭ Nam và điạ phƣơng . Giải thích lí do vì sao mà địa phƣơng lại ứng dụng những thành tựu đó. Anh chị hãy nhận định triển vọng của thành tự đó tại địa phƣơng.  Nôị dung chính Theo môṭ số taị liêụ thống kê quốc tế , hàng năm sâu bệnh gây thiệt hại đến tổng sản lƣơṇg cây trồng cụ thể nhƣ sau : ngũ cốc là 20%, khoai tây là 17%, đâụ đỗ là 20% và lúa là 36%. Thiêṭ haị ƣớc tính lên đến 75 tỉ đô la. Theo số liêụ thống kê ở Viêṭ Nam , nếu mỗi năm công tác phòng trƣ̀ dic̣h hại không tốt thì bị hao hụt từ 3-10% số lƣơṇg nông sản dƣ ̣trƣ̃. Những thành tựu cơ bản trong ĐTSH trên thế giới và Viêṭ Nam là ứng dụng các biện pháp sinh học trong hệ thống phòng trừ tổng hợp IPM ; Ứng duṇg ĐTSH trong phòng trừ sâu hại, bêṇh haị cây và cỏ daị . 42 * Nhƣ̃ng thành tựu cơ bản của ĐTSH trên thế giới và Việt Nam - Thành tựu trong phòng trừ sâu hại: + Nhâp̣ nôị thành công môṭ số thiên đic̣h nhƣ Bọ rùa châu Úc R.Cardinalis vào California trừ rệp sáp bông. + Sƣ̉ duṇg ong mắt đỏ trƣ̀ sâu haị. + Sƣ̉ duṇg Bacillus thuringiensis trƣ̀ sâu haị (Bt). + Nhân thả đƣơc̣ môṭ số thiên đic̣h. + Sản xuất một số chế phẩm sinh học để tiêu dịch sâu hại - Thành tựu của biện pháp sinh học trừ bệnh hại cây trồng : + Sƣ̉ duṇg vi sinh vâṭ dối kháng để trƣ̀ bêṇh haị cây trồng. + Sƣ̉ duṇg chất kháng sinh để trƣ̀ bêṇh haị cây trồng . - Thành tựu của biện pháp sinh học trừ cỏ dại: + Nhâp̣ nôị các loaị thƣc̣ vâṭ chuyên tính (cỏ dại) để trừ cỏ dại nhập nội. + Sƣ̉ duṇg các loaị nấm kháng sinh chuyên tính cao để trừ cỏ dại. - Ứng dụng các biện pháp sinh học trong hệ thống ph òng trừ dịch hại tổng hơp̣ (IMP). - Hoàn thiện công nghệ sản xuất một số thuộc trừ sâu sinh học đa chức năng để phòng trƣ̀ dic̣h haị trên môṭ số cây trồng nông -lâm nghiêp̣ có khả năng thay thế các loaị thuôc̣ hóa hoc̣ đôc̣ haị . - Riêng ở Viêṭ Nam còn có thêm thành tƣụ là nghiên cƣ́u khu hê ̣thiên đic̣h của dịch hại ở Việt Nam : phát hiện ra 332 loài thiên địch trên đ ồng ruộng thuộc 13 bô,̣ 52 họ, 201 giống.  Hình thức tổ chức dạy học của chƣơng này là thảo luận , thời gian 10 tiết. Bƣớc 1: Chuẩn bi ̣ (1 tiết). Giáo viên chia lớp thành một số nhóm, mỗi nhóm khoảng 4 sinh viên. Giảng viên giao nhiêṃ vu ̣cho mỗi nhóm , mỗi nhóm môṭ nhiêṃ vu ̣ , mỗi nhiêṃ vu ̣là môṭ câu ở phần “ Nhƣ̃ng nôị dung sinh viên phải chuẩn bi ̣ trƣớc khi học chƣơng này”, ít nhất có 2 nhóm cùng nghiên cứu một nhiệm. 43 Giảng viên hƣớng dẫn tài li ệu tham khảo cho mỗi nhóm , các tài liệu tham khảo đó là: 1) Đaị hoc̣ Huế-Trƣờng Đaị hoc̣ sƣ phaṃ Huế (2003), Bài giảng Đấu tranh sinh hoc̣ và ứng duṇg . 2) Trang web của cuc̣ bảo vê ̣thƣc̣ vâṭ và các chi cuc̣ bảo vê ̣thƣc̣ vâṭ ở Việt Nam. 3) Trang web của cuc̣ thý y và các chi cuc̣ thú ý ở Viêṭ Nam . 4) Trang web của viêṇ bảo vê ̣thƣc̣ vâṭ, viêṇ thú y ở Viêṭ Nam. 5) Trang web của tổng cuc̣ thủy sản , các cục thủy sản , chi cuc̣ thủy sản các tỉnh 6) Tài liêụ tƣ̀ các cán bô ̣kỹ thuâṭ nông nghiêp̣, thủy sản tại địa phƣơng 7) Mạng lƣới dịch hại Đông Nam Á: Org. 8) Hoa màu truyền thống vùng đảo Thái Bình Dƣơng (Traditional Pacific Island crops): 9) Cỏ dại môi trƣờng (enviroweeds) có địa chỉ email là : majordomo@adelaide.edu.au và gõ subscribe enviroweeds. 10) Trung tâm nghiên cƣ́u nông nghiêp̣ thế giới của Australia : Bƣớc 2: Các nhóm thảo luận và làm bài báo cáo (3 tiết) Sinh viên nghiên cƣ́u cá nhân trƣớc rồi mới thảo l uâṇ nhóm, thời gian thảo luâṇ trên lớp là 3 tiết, sau đó mỗi nhóm làm bài báo cáo để thuyết trình vào thời gian ngoài giờ lên lớp. Bƣớc 3: Báo cáo, phản biện, thảo luận cả lớp, giảng viên kết luận và hệ thống hóa kiến thƣ́c. Báo cáo: mỗi nhiêṃ vu ̣(mỗi câu) đƣơc̣ môṭ nhóm thuyết trình , Phản biện: các nhóm có cùng nhiệm vụ thì nhận xét, góp ý, bổ sung. Thảo luâṇ cả lớp : cả lớp cùng góp ý , đăṭ câu hỏi , bổ sungcho nôị dung của nhiệm vụ đó Giảng viên: kết luận và hệ thống hóa kiến thức: Mỗi nhiêṃ vu ̣(mỗi câu) kéo dài 2 tiết. 44  Yêu cầu cuối chƣơng: Các nhóm không báo cáo thì gửi bài báo cáo đã làm cho giảng viên và tất cả các nhóm khác trong lớp. 45 Chƣơng 5. MÔṬ SỐ PHƢƠNG HƢỚNG HIÊṆ ĐAỊ TRONG Ƣ́NG DUṆG ĐTSH.  Mục tiêu của chƣơng Nêu các phƣơng hƣớng hiện đại trong ứng dụng ĐTSH Trình bày các hƣớng sử dụng phƣơng hƣớng hiện đại trong ứng dụng ĐTSH tại địa phƣơng . Giải thích lí do vì sao địa phƣơng lại có hƣớng sử dụng phƣơng hƣớng hiện đại đó trong ứng dụng ĐTSH. Anh chị hãy nhận định xem việc sử dụng phƣơng hƣớng hiện đại nào trong ứng dụng ĐTSH sẽ đem lại hiệu quả nhất tại địa phƣơng. Tại sao?  Nhƣ̃ng nôị dung sinh viên phải chuẩn bi ̣ trƣớc khi hoc̣ chƣơng này 1) Tìm hiểu các phƣơng hƣớng hiện đại trong ứng dụng ĐTSH. 2) Trình bày các hƣớng sử dụng phƣơng hƣớng hiện đại trong ứng dụng ĐTSH tại địa phƣơng . Giải thích lí do vì sao địa phƣơng lại có hƣớng sử dụng phƣơng hƣớng hiện đại đó trong ứng dụng ĐTSH. 3) Anh chị hãy nhận định xem việc sử dụng phƣơng hƣớng hiện đại nào trong ứng dụng ĐTSH sẽ đem lại hiệu quả nhất tại địa phƣơng. Tại sao?  Nôị dung chính Phƣơng hƣớng hiêṇ đaị trong bảo vê ̣thƣ ̣c vâṭ là phòng trƣ̀ tổng hơp̣ và biêṇ pháp di truyền. 5.1. Phòng trừ tổng hợp Phòng trừ tổng hợp cụ thể là quản lí dịch hại tổng hợp đƣợc viết tắt là IPM (intergrated pest management). Khái niệm quản lí dịch hại tổng h ợp: theo nhóm chuyên gia của tổ chƣ́c nông lƣơng thế giới (PAO) thì IPM là một hệ thống quản lí mà trong khung cảnh cụ thể của môi trƣờng và những biến động quàn thể của các loại gây hại , sƣ̉ duṇg tất cả các ki ̃thuâṭ và biêṇ pháp thích hơp̣ có thể đƣơc̣ , nhằm duy trì mâṭ đô ̣của các loài gây hại ở dƣới mƣ́c gây ra nhƣ̃ng thiêṭ haị kinh tế . Năm nguyên tác cơ bản trong quản lí dic̣h haị tổng hơp̣ (IPM): trồng và chăm sóc cây trồng , thăm đồng thƣ ờng xuyên -kiểm tra đồng ruôṇg thƣờng 46 xuyên, nông dân trở thành chuyên gia đồng ruôṇg , phòng trừ dịch hại , bảo vệ thiên đic̣h. Nôị dung quản lí dic̣h haị tổng hơp̣ : biêṇ pháp canh tác , giống chống chiụ , biêṇ pháp thủ công, biêṇ pháp sinh hoc̣, biêṇ pháp hóa hoc̣. 5.2. Biêṇ pháp di truyền Biêṇ pháp di truyền hay còn gội là biện pháp tự tiêu diệt . Ngƣời ta thả vào trong quần thể sâu haị nhƣ̃ng cá thể có mang nhƣ̃ng nhân tố gây chết hoăc̣ không thể hòa nhâp̣ đƣơc̣. Kết quả là trong quần thể tƣ ̣nhiên của sâu haị se ̃diêñ ra môṭ quá trình tự tiêu diệt  Hình thức tổ chức dạy học của chƣơng này là sinh viên làm bài tâp̣ lớn và thuyết triǹh. Bƣớc 1: Sinh viên hoàn thành bài tâ ̣p này ngoài giờ lên lớp , công viêc̣ này đƣơc̣ bắt đầu ngay tƣ̀ thời gian đầu của học phần này dƣới sự giúp đỡ của giảng viên . Mỗi sinh viên đều phải hoàn thành 3 câu ở phần “Nhƣ̃ng nôị dung sinh viên phả i chuẩn bi ̣ trƣớc khi học chƣơng này”. Các tài liệu giảng viên gợi ý là: + Ngoài các tài liệu ở chƣơng 4 sinh viên có thể tham khảo thêm trang web sau + Các trang web về ứng dụng công nghê ̣sinh hoc̣ vào bảo vệ thực vật Bƣớc 2: Giảng viên đọc , góp ý , chỉnh sủa , nhâṇ xét (thƣc̣ hiêṇ ngoài giờ lên lớp). Bƣớc 3 (2 tiết): Sinh viên thuyết trình phần này (giảng viên chọn một số sinh viên mà hoàn thành bài tập tốt để thuyết trình). Bƣớc 4 (1 tiết): cả lớp góp ý , chỉnh sửa, bổ sung, nhâṇ xét để có bài báo cáo hoàn thiện hơn. Bƣớc 5 (1 tiết): giảng viên chốt laị kiến thƣ́c của chƣơng này.  Yêu cầu cuối chƣơng: Các sinh viên dựa vào bài báo cáo của bạn , lời đóng góp ý kiến của cả lớp và sự chốt lại kiến thức của giảng viên để chỉnh sủa , bổ sung và hoàn thiêṇ bài tâp̣ của mình. 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Khoa Sinh-Trƣờng Đại học Sƣ phạm-Đại học Huế, Bài giảng Đấu tranh sinh học và ứng dụng, Đại học Huế, 2002. [2]. Trần Đức Viên (chủ biên), Phạm Văn Phê, Ngô Thế Ân, Sinh thái học nông nghiệp, NXB Đại học Sƣ phạm 2004. [3]. Bảo vệ thực vật cộng đồng: [4]. Trung tâm nghiên cƣ́u nông nghiêp̣ thế giới của Australia : [5]. Ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp tại Việt Nam : nghe-sinh-hoc-trong linh nong-nghiep-tai-viet-nam/246/2141