Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thuốc bảo vệ thực vật trong phòng trừ sâu đục thân đến sinh trưởng và phát triển của cao lương ngọt tại thái nguyên

NGUYỄN VĂN MẠNH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG PHÒNG TRỪ SÂU ĐỤC THÂN OSTRINIA FURNACALIS GUENEE ĐẾN SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CAO LƯƠNG NGỌT TẠI THÁI

NGUYỄN VĂN MẠNH

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THUỐC

BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG PHÒNG TRỪ SÂU ĐỤC THÂN (OSTRINIA FURNACALIS GUENEE) ĐẾN SINH TRƯỞNG

VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CAO LƯƠNG NGỌT

TẠI THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG

THÁI NGUYÊN - 2015

NGUYỄN VĂN MẠNH

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THUỐC

BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG PHÒNG TRỪ SÂU ĐỤC THÂN (OSTRINIA FURNACALIS GUENEE) ĐẾN SINH TRƯỞNG

VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CAO LƯƠNG NGỌT

TẠI THÁI NGUYÊN Ngành: KHOA HỌC CÂY TRỒNG

Mã số: 60.62.01.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG

Người hướng dẫn khoa học: 1 TS Nguyễn Minh Tuấn

2 TS Bùi Lan Anh

THÁI NGUYÊN - 2015

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong Luận văn là trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn

đã được cảm ơn và thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ

nguồn gốc

Thái Nguyên, ngày 02 tháng 10 năm 2015

Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Mạnh

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của

các thầy cô giáo, các tập thể, cá nhân, gia đình cùng bạn bè đồng nghiệp Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Minh Tuấn, TS Bùi Lan Anh đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài cũng như hoàn chỉnh luận văn

Nhân dịp này, tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô cùng toàn thể công nhân viên Nhà trường, đã giúp đỡ, đóng góp nhiều ý kiến quý báu và tạo mọi

điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn này

Để hoàn thành khóa học này, tôi còn nhận được sự động viên hỗ trợ rất

lớn của gia đình, bạn bè đã tạo điều kiện về vật chất và tinh thần để tôi học tập và nghiên cứu

Tôi xin chân thành cảm ơn./

Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Mạnh

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC HÌNH viii

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu của đề tài 3

3 Yêu cầu của đề tài 3

4 Ý nghĩa của đề tài 3

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Nguồn gốc, phân bố của cây cao lương 4

1.2 Đặc điểm nông sinh học của cây cao lương 4

1.3 Tình hình sản xuất và nghiên cứu cao lương trên thế giới và Việt Nam 7

1.3.1 Tình hình sản xuất và nghiên cứu cao lương trên thế giới 7

1.3.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất cao lương ở Việt Nam 10

1.4 Tình hình nghiên cứu sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) trên thế giới và Việt Nam 12

1.4.1 Tình hình nghiên cứu sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) trên thế giới 12

1.4.2 Tình hình nghiên cứu sâu đục thân ở Việt Nam 16

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

2.1 Đối tượng nghiên cứu 18

2.2 Vật liệu nghiên cứu 18

2.3 Dụng cụ thí nghiệm 18

2.4 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 18

2.5 Nội dung 18

2.6 Phương pháp nghiên cứu 18

2.6.1 Điều tra xác định thành phần, tần suất xuất hiện và diễn biến của sâu đục thân hại cao lương ngọt 18

2.6.2 Phương pháp nghiên cứu đặc điểm sinh vật học của sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) 20

2.6.3 Phương pháp nghiên cứu xác định hiệu lực của thuốc BVTV phòng trừ sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) hại cao lương ngọt 21

2.6.4 Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng một số thuốc BVTV đến sinh trưởng, phát triển của cao lương ngọt 23

2.6.5 Quy trình kỹ thuật trồng cao lương ngọt 24

2.7 Phương pháp xử lý số liệu 25

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26

3.1 Thành phần, tần suất xuất hiện và diễn biến mật độ của sâu đục thân trên cao lương ngọt 26

3.1.1 Thành phần, tần suất xuất hiện của sâu đục thân trên cao lương ngọt vụ xuân hè năm 2015 26

3.1.2 Diễn biến mật độ sâu đục thân 27

3.2 Đặc điểm sinh vật học của sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) trên cao lương ngọt vụ Xuân hè 2015 tại Thái Nguyên 29

3.2.1 Đặc điểm hình thái của sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) 29

3.2.2 Kích thước của sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) 32

3.2.3 Thời gian phát dục của sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) trên cao lương ngọt 35

3.2.4 Thời gian sống của trưởng thành sâu đục thân (Ostrinia furnacalis

Guenee) trên cao lương ngọt 37

3.2.5 Khả năng đẻ trứng của trưởng thành sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) trên cao lương ngọt 38

3.3 Hiệu lực của một số thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) trong phòng trừ trừ sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) hại cao lương ngọt 41

3.3.1 Hiệu lực tiêu diệt sâu đục thân trong phòng 41

3.3.2 Hiệu lực trừ sâu đục thân ở ngoài đồng ruộng 42

3.4 Ảnh hưởng của việc sử dụng thuốc phòng trừ sâu đục thân (Ostrinia furnacalis) đến sinh trưởng, phát triển của cao lương ngọt 43

3.4.1 Ảnh hưởng của việc sử dụng thuốc phòng trừ sâu đục thân (Ostrinia furnacalis) đến sinh trưởng của cao lương ngọt 43

3.4.2 Ảnh hưởng của việc sử dụng thuốc phòng trừ sâu đục thân (Ostrinia furnacalis) đến phát triển của cao lương ngọt 56

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 61

1 Kết luận 61

2 Đề nghị 62

PHẦN PHỤ LỤC

MỘT SỐ HÌNH ẢNH MINH HỌA

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

FAO : Food and Agriculture Organization of the United Nations - Tổ

chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc

ICRISAT : Viện nghiên cứu cây trồng vùng khô hạn và bán khô hạn quốc tế

SAS : Statistical Analysis System - Phần mềm thống kê và xử lý số

liệu SAS

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Tình hình sản xuất cao lương trên thế giớitrong 5 năm gần đây 7

Bảng 1.2: Tình hình sản xuất cao lương ở các châu lụctrong 5 năm gần đây 8

Bảng 3.1 Thành phần, mức độ phổ biến của các loài sâu đục thân trên cao lương ngọt tại Thái Nguyên năm 2015 26

Bảng 3.2 Kích thước các pha phát dục của sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) 32

Bảng 3.3 Thời gian phát dục của sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) trên cao lương ngọt ở nhiệt độ 25oC, 30oC và ẩm độ 83,0 - 85,0% 35

Bảng 3.4 Thời gian sống của trưởng thành sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) trên cao lương ngọt 37

Bảng 3.5 Khả năng đẻ trứng của trưởng thành sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) trên cao lương ngọt 39

Bảng 3.6 Hiệu lực trừ sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) của một số thuốc BVTV 41

Bảng 3.7 Hiệu lực phòng trừ sâu đục thân (TN ngoài đồng ruộng) 43

Bảng 3.8 Động thái tăng trưởng chiều cao cây cao lương ngọt 44

Bảng 3.9 Động thái ra lá của cây cao lương ngọt 45

Bảng 3.10 Một số đặc điểm hình thái của các giống cao lương ngọtthí nghiệm tại thời điểm thu hoạch 47

Bảng 3.11 Ảnh hưởng của thuốc BVTV đến các giai đoạn sinh trưởng của cao lương ngọt 52

Bảng 3.12 Các chỉ tiêu sinh lý khi thu hoạch cao lương ngọtở thời kỳ chín sữa 56

Bảng 3.13 Ảnh hưởng của một số thuốc bảo vệ thực vật đến hàm lượng Brix trong cao lương ngọt 60

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1: Sơ đồ chọn điểm điều tra 22

Hình 3.1 Tần suất xuất hiện của sâu đục thân hại cao lương ngọt 27

Hình 3.2 Diễn biến mật độ sâu đục thân qua các kỳ điều tra 28

Hình 3.3 Diễn biến mật độ sâu đục thân và tỷ lệ cây bị hại qua các giai đoạn sinh trưởng của cây cao lương ngọt 29

Hình 3.4 Kích thước trứng sâu đục thân 32

Hình 3.5 Kích thước sâu non sâu đục thân 33

Hình 3.6 Kích thước nhộng của sâu đục thân 34

Hình 3.7 Kích thước trưởng thành sâu đục thân 34

Hình 3.8 Thời gian phát dục của sâu đục thân 36

Hình 3.9 Thời gian sống của trưởng thành sâu đục thân 37

Hình 3.10 Thời gian đẻ trứng của trưởng thành cái sâu đục thân 39

Hình 3.11 Số ổ trứng trung bình của 1 trưởng thành cái sâu đục thân 40

Hình 3.12 Số trứng trung bình của mỗi cá thể trưởng thành cái sâu đục thân cao lương ngọt 40

Hình 3.12 Hiệu lực phòng trừ sâu đục thân (TN trong phòng) 42

Hình 3.13 Động thái tăng trưởng chiều cao cây cao lương ngọt 44

Hình 3.14 Động thái ra lá của cây cao lương ngọt 46

Hình 3.15 Chiều cao cuối cùng của cây cao lương ngọt 47

Hình 3.17 Số nhánh/thân 49

Hình 3.18 Chiều dài bông 50

Hình 3.19 Đường kính thân 51

Hình 3.20 Ảnh hưởng của thuốc BVTV đến thời gian từ gieo đến trỗ 52

Hình 3.21 Ảnh hưởng của thuốc BVTV đến thời gian từ gieo đến chín sữa 53

Hình 3.22 Ảnh hưởng của thuốc BVTV đến thời gian từ gieo đến chín sáp 54

Hình 3.23 Ảnh hưởng của thuốc BVTV đến thời gian từ gieo đến chín hoàn toàn 55

Hình 3.24 Năng suất sinh vật học của cao lương ngọt 57

Hình 3.25 Tỷ lệ thân tươi/cây 58

Hình 3.26 Năng suất thực thu 59

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Cây cao lương (Sorghum bicolor L Moench) thuộc chi lúa miến hay chi Cao lương (chi Sorghum) một trong 30 loài thực vật họ hòa thảo (họ Poaceae) Cao lương ngọt không những là “cây lương thực đứng hàng thứ năm trên thế giới” cung cấp lương thực quan trọng ở châu Phi, Trung Mỹ và Nam Á, cao lương ngọt còn được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau như: Thân cao lương ngọt sau khi ép có thể dùng làm chất đốt sản xuất điện năng

Và cũng như các loại nhiên liệu sinhhọc khác, ethanol điều chế từ cao lương ngọt không phát thải CO2 như nhiên liệu hóa thạch, bã thải dùng làm phân bón và thuốc nhuộm; Sợi cao lương được dùng làm ván ốp tường, hàng rào, vật liệu bao bì phân hủy sinh học và dung môi Lá và ngọn cao lương được dùng cho chăn nuôi gia súc với hàm lượng dinh dưỡng cao(trong 100g nguyên liệu với ẩm độ 12% có 10,4g Protein; 3,1g Fat; 1,6g Ash; 2,0g chất xơ; 70,7g cacbohydrate; 329 kcal năng lượng; 25,0mg Ca; 5,4mg Fe; 0,38 mg Thiamin; 0,15 mg Roboflavin và 4,3 mg niacin Không những thế cao lương ngọt còn có khả năng sản xuất cung cấp xăng sinh học với khối lượng rất lớn, khắc phục được nguy cơ khủng hoảng năng lượng trầm trọng trong giai đoạn hiện nay Trên thế giới cao lương ngọt đang được coi là cây trồng tiềm năng nhất để sản xuất xăng sinh học, 1 ha cao lương có năng suất trung bình 80 tấn sẽ sản xuất được 6.300 lít Ethanol Ở Việt Nam, nhiều kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng việc cung ứng đủ nguyên liệu để sản xuất xăng sinh học của các nhà máy ở Việt Nam đang gặp rất nhiều khó khăn, do nguồn nguyên liệu cung cấp chủ yếu cho các nhà máy chủ yếu là từ sắn Tuy nhiên việc sản xuất xăng sinh học với nguyên liệu từ sắn làm cho các nhà máy sản xuất xăng sinh học phải cạnh tranh nguồn nguyên liệu sắn khốc liệt với các doanh nghiệp chế biến khác trong nước và gần đây là cả Trung Quốc Do đó,

việc nghiên cứu một loại cây trồng khác có khả năng cung cấp nhiên liệu cho sản xuất xăng sinh học với năng suất cao, hàm lượng hoạt chất lớn là điều kiện hết sức cần thiết cho sản xuất xăng sinh học ở Việt Nam

Cao lương ngọt là cây C4 có thời gian sinh trưởng ngắn (4-5 tháng), có khả năng sinh trưởng rất mạnh và cho sinh khối lớn tại những vùng nhiệt đới

và á nhiệt đới như ở Việt Nam Công trình này đánh giá trên 34 quốc gia và kết quả cho thấy: cây cao lương ngọt là cây trồng có tiềm năng nhất do có hiệu suất quang hợp cao và khả năng thích nghi rộng Với những đặc tính vượt trội như thời gian sinh trưởng ngắn, khả năng sinh trưởng nhanh và cho sinh khối lớn, chịu hạn tốt, khả năng thích nghi rộng, không kén đất có thể trồng được trên những vùng đất khô cằn, thậm chí gần hoang hóa, nơi không thể trồng lúa gạo Vì thế cao lương ngọt được xem là một trong những cây trồng có tiềm năng cao cho vùng nhiệt đới và á nhiệt đới

Sâu bệnh hại luôn là vấn đề được đặt lên hàng đầu đối với sản xuất nông, lâm nghiệpnói chung và cây cao lương ngọt nói riêng Sâu bệnh làm giảm chất lượng, năng suất của cây trồng và tăng chi phí sản xuất dẫn đến giảm hiệu quả kinh tế Nhiều kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng có khoảng 17 loài sâu đục thân khác nhau hại cao lương và ngô, các loài này thuộc hai họ

côn trùng (họ ngài sáng Pyralidae và họ ngài đêm Noctuidae) Trong đó, loài

Ostinia nubilalis là loài gây hại chính ở các nước Mỹ, Australia, Egyt, Peru,

Rumani, Thổ Nhĩ Kỳ, Berger và loài Ostrinia furnacalis Guenee là loài gây

hại chính trên ngô và cao lương ở các nước châu Á như: Việt Nam, Thái Lan, Trung Quốc, Đài Loan, Nhật, Triều tiên, Phillippine, Indonesia, Brunei, Malaysia, Campuchia Sâu đục thân, xuất hiện và gây hại trong cả quá trình sinh trưởng, phát triển của cây làm cho năng suất cao lương giảm xuống khoảng 10%, thậm chí giảm 25-70% Do vậy, việc nghiên cứu tìm hiểu được

đặc tính phát sinh phát triển, cũng như các biện pháp kỹ thuật để tìm ra cơ sở

phòng trừ sâu đục thân nhằm tăng khả năng sinh trưởng phát triển cũng như năng suất và hàm lượng đường cho cao lương một cách bền vững là hết sức

cần thiết Trước thực tế đó, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu

ảnh hưởng của một số thuốc bảo vệ thực vật trong phòng trừ sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) đến sinh trưởng và phát triển của cao lương ngọt tại Thái Nguyên”

2 Mục tiêu của đề tài

Xác định được thuốc BVTV thích hợp vừa đạt được hiệu quả trừ sâu cao, vừa nâng cao năng suất và hàm lượng đường trong cao lương ngọt

3 Yêu cầu của đề tài

- Xác định thành phần, tần suất xuất hiện, diễn biến mật độ của sâu đục thân trên cao lương ngọt

- Xác định được đặc điểm sinh vật học của sâu đục thân (Ostrinia

furnacalis Guenee) trên cao lương ngọt

- Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng thuốc BVTV trừ sâu đục thân

(Ostrinia furnacalis Guenee) đến năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất

cao lương ngọt

4 Ý nghĩa của đề tài

Kết quả của đề tài nghiên cứu là cơ sở khoa học để xây dựng biện pháp phòng trừ sâu đục thân thích hợp cho cây cao lương ngọt giúp cho cây sinh trưởng, phát triển tốt, có năng suất, hàm lượng đường cao trong điều kiện sinh thái tại Thái Nguyên

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Nguồn gốc, phân bố của cây cao lương

Cao lương là loại cây trồng nhiệt đới và bán nhiệt đới do đó không thể trồng ở điều kiện lạnh giá; cao lương thích nghi với khoảng điều kiện khí hậu rộng lớn từ những vùng có lượng mưa hàng năm cao đến những nơi khô hạn

270C (Wilson ,H.K và Myer, 1954)[38] Cây cao lương có nguồn gốc từ miền Trung Phi cách đây 5 - 7 nghìn năm, sau đó được phát triển ở Ấn Độ, Trung Quốc và được du nhập vào Mỹ năm 1890 để làm thức ăn gia súc (Evelyn, 1951)[17] Trung tâm khởi nguyên chính của cao lương là ở châu Phi, vùng

đất khô hạn, lượng mưa hàng năm rất thấp Có thể cao lương được trồng đầu

tiên ở Ethiopia sau đó lan rộng ra nhiều nước ở Châu Phi (Martin, 1970)[25]

Hiện nay cao lương được phân bố rộng khắp các vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới, và các khu vực ôn đới ấm của thế giới Cao lương rất thích nghi với vùng đất nóng, khô hạn và bán khô hạn và là cây trồng chính ở châu Phi, châu

Á, Nam Mỹ và châu Đại Dương, những nơi quá nóng và khô không phù hợp sản xuất ngô Đây cũng là cây trồng lấy hạt chính ở những vùng khô hạn và bán khô hạn (Wilson ,H.K và Myer, 1954) [38]

1.2 Đặc điểm nông sinh học của cây cao lương

Cao lương ngọt (Sweet sorghum) là một cây thuộc họ hòa thảo, thân thẳng, chứa nhiều nước chiều cao trung bình từ 0,6 - 5m tùy thuộc vào giống, điều kiện canh tác và môi trường mà chiều cao cây thay đổi từ 0,5 - 5m Theo (Mc Bee, 1983) [26] tùy thuộc vào tổng tích ôn của từng giống trong điều kiện trồng cụ thể,

do vậy mà thời gian sinh trưởng của cao lương chúng cũng khác nhau

Thân cao lương gồm các lóng và đốt, lá mọc ra từ đốt, chồi có thể mọc

ra từ các đốt thân Thân cây cứng, thông thường thuộc dạng thân đứng, thân

có thể khô hoặc chứa nhiều nước, giữa thân có thể rỗng hoặc không, có đốt giống cỏ, nằm trong họ hòa thảo Đường kính thân dao động từ 0,5 - 5cm và thu nhỏ ở phần ngọn Tại mỗi mắt thân xuất hiện một lá và một chồi Trên thân phát triển một vài chồi nách làm cho cây cao lương đẻ nhánh nhiều và khỏe Thời gian đẻ nhánh sớm hay muộn tùy thuộc vào giống, thời vụ và kỹ thuật canh tác Cao lương có sức tái sinh rất mạnh, nếu thân chính bị chết đi thì các nhánh con sẽ mọc ra thay thế thân chính, do đó trồng một vụ có thể thu hoạch liên tiếp 2 - 3 lần, có khi tới 4 lần tùy vào mức độ thâm canh

Bộ rễ cao lương phát triển rộng, rễ chính đâm sâu với nhiều rễ phụ và rễ bên, rễ chủ yếu xuất hiện ở tầng đất mặt Rễ chính có thể đâm sâu tới 1,5m dưới mặt đất nhưng thông thường tập trung ở độ sâu 0,9m hoặc có thể tăng lên gấp 2 lần chiều sâu đó Rễ cao lương là rễ chùm với rất nhiều rễ bên có khả năng hút nước hiệu quả, rễ đâm rộng Nhờ đặc điểm này mà cao lương có thể sống ở những nơi khô hạn hơn ngô (Wilson, 1995)[39], (Mortvedt và cs,1996) [28]

Lá cao lương rộng và dài, phân bố trên thân rất đa dạng, chúng có thể tập trung phần gốc hoặc phân bố đồng đều trên thân ít hoặc nhiều Số lá trên thân chính có thể thay đổi từ 7 - 24 lá tùy thuộc từng giống Lá cây trông rất giống lá ngô, đôi khi cuộn tròn lại Lá cao lương cũng có phần bẹ ôm sát vào thân cây làm tăng độ cứng cho cây, bẹ lá thông thường có chiều dài khoảng

15 - 35cm và cuộn chặt lấy thân Phiến lá thẳng hoặc lòng mo, dài từ 30 - 135cm và rộng từ 1,5 - 13cm với mép lá thẳng hoặc gợn sóng, mặt lá thường phủ một lớp phấn sáp Gân giữa lá có thể có màu trắng, vàng đối với giống có thân rỗng và khô hoặc màu xanh đối với giống thân có dịch

Hoa cao lương kết lại thành bông dài 4 - 25cm, rộng 2 - 20cm, có thể mọc thẳng đứng hoặc cong xuống như cổ ngỗng Hoa cao lương mọc thành chùm, chùm hoa có cả hoa đực và hoa cái, mỗi chùm gồm khoảng 6000 bông con Chùm hoa có một cuống trung tâm, với những nhánh cấp 1, cấp 2, đôi

khi có cấp 3, từ các nhánh này sinh ra các chùm hoa nhỏ Chiều dài và khoảng cách của những nhánh hoa quyết định hình dạng của chùm, từ hình nón hoặc hình ô van kín

Hạt cao lương có dạng tròn hoặc ô van có kích thước từ 4 - 8mm, có nhiều màu sắc, hình dạng khác nhau tùy từng giống Một kg hạt giống chứa 25.000 đến 61.740 hạt Hạt cao lương có nhiều màu sắc khác nhau từ màu vàng nhạt, màu nâu đỏ nhạt đến màu nâu sẫm tùy thuộc vào từng nhiều tanin làm cho hạt có vị đắng

Cao lương là cây C4 có khả năng sử dụng ánh sáng cao hơn các loại cây khác, dưới điều kiện ánh sáng cao và nhiệt độ nóng, chúng có thể quang tổng hợp mạnh hơn Theo (Trần Văn Hòa, 2003) [4] hơn 90% chất khô tích lũy được là do quang hợp và sản xuất nhiều sinh khoáng, có khả năng thích nghi và tiến hóa trong những vùng bị hạn chu kỳ Cây cao lương đóng vai trò quan trọng trong các khu vực có khí hậu khô cằn Chúng tạo thành một phần quan trọng của các bãi chăn thả gia súc tại nhiều khu vực nhiệt đới do có đặc tính chịu khô hạn và chịu nóng cao

Cao lương không chỉ có thể phát triển ở vùng nhiệt đới và á nhiệt đới với lượng mưa hàng năm chỉ khoảng 400 - 600mm, nơi quá khô ngô không trồng được mà nó còn có khả năng phát triển được ở điều kiện thường xuyên ngập nước, do đó nó cũng có thể trồng ở những vùng có lượng mưa lớn Theo (Duke, 1983) [16] thì cao lương cũng có thể trồng được ở những vùng đất có

pH xuống tới 4,3 hoặc lên tới 8,7; khoảng nhiệt độ cao lương có thể thích

ứng được là từ 2 - 41o

C, nhiệt độ hàng năm trung bình có thể từ 7,8 - 27,80C, thông thường khoảng 20,10C Cao lương có thể thích ứng tốt trong các điều kiện nóng và lạnh của các vùng thuộc khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới Theo báo cáo từ các khu vực Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ, Tây Á, Địa Trung Hải… thì cây cao lương là cây trồng chống chịu được với các loại đất

từ chua đến kiềm, đất ngập nước hay khô hạn, nồng độ muối cao, các loại nấm bệnh cũng như cỏ dại Cao lương có các đặc điểm về hình thái và sinh lý cho phép nó có thể sinh trưởng và tồn tại trong điều kiện hạn như: bộ rễ ăn sâu và lan rộng, bộ rễ phụ nhiều gấp 2 lần so với ngô, trên phiến lá hoặc bẹ lá

có một lớp sáp màu trắng nhạt bao phủ để bảo vệ chúng khỏi sự mất nước dưới điều kiện khô nóng và làm giảm sự mất nước, khả năng tái sinh mạnh

mẽ và tự dừng sinh trưởng trong điều kiện hạn, phục hồi bình thường trở lại khi điều kiện thuận lợi Với những đặc tính vượt trội về khả năng chịu úng, hạn, nóng, lạnh và mặn hơn hẳn các loài cây trồng khác, cây cao lương có thể coi là một trong những loại cây trồng có thể canh tác tốt trong những vùng đất khó khăn, đặc biệt là trong điều kiện khô hạn

1.3 Tình hình sản xuất và nghiên cứu cao lương trên thế giới và Việt Nam

1.3.1 Tình hình sản xuất và nghiên cứu cao lương trên thế giới

Cao lương thích nghi rất tốt với vùng đất bán khô hạn và là một trong những cây trồng chuyển hóa CO2 thành đường hiệu quả nhất trên những vùng

đất khô hạn Cao lương là một trong những loại cây ngũ cốc hàng đầu thế

giới, cung cấp thực phẩm, thức ăn, chất xơ, nhiên liệu, sợi Cung cấp lương thực cho 750 triệu người trên hành tinh, đặc biệt là ở những vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới của châu Phi, châu Á và châu Mỹ La Tinh (Schaffert R.E và Gourley, 1982)[34]

Bảng 1.1: Tình hình sản xuất cao lương trên thế giới

trong 5 năm gần đây Năm Diện tích (triệu ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (triệu tấn)

Theo FAO,2014, diện tích trồng cao lương trên thế giới trong 5 năm gần đây có sự thay đổi không nhiều, với diện tích dao động trong khoảng trên

40 triệu ha Năng suất của giống cao lương dao động trong khoảng 13,77 đến 14.95 tạ/ha với sản lượng là 56 - 61 triệu tấn

Bảng 1.2: Tình hình sản xuất cao lương ở các châu lục

trong 5 năm gần đây Năm

giới tập trung chủ yếu ở Mỹ, Mexico, Braxin và Argentina Châu Á cũng là châu lục trồng nhiều cao lương trong đó Trung quốc là đại diện của châu Á về

diện tích, năng suất và sản lượng (FAOSTAT, 2014) Châu Phi là Châu lục có

diện tích trồng cao lương lớn nhất thế giới chiếm 62,9% diện tích cao lương trên thế giới Mặc dù năng suất hạt cao lương khá thấp, năm 2013 đạt 9,69 tạ/ha, thấp hơn so với bình quân năng suất thế giới (15,93 tạ/ha) nhưng do diện tích lớn nên châu Phi có sản lượng cao nhất thế giới chiếm 41,87% sản

lượng của thế giới (FAOSTAT, 2014)

Cây cao lương được coi như một cây trồng đa tác dụng, sản phẩm của

nó phục vụ cho nhiều ngành khác nhau tùy vào mục đích sử dụng: hạt làm thực phẩm cho người và gia súc, thân lá dùng làm thức ăn cho gia súc, làm chất đốt hoặc trong ngành công nghiệp sản xuất ethanol Hiện nay có hơn 50 quốc gia trồng cao lương phân bổ ở cả 5 châu lục, tập trung chủ yếu ở châu Phi và châu Mỹ Không những được sử dụng làm thức ăn cho gia sức, đến nay mục đích sử dụng sản phẩm từ cây cao lương đang dần thay đổi như: Cây cao lương được sử dụng thân lá làm thức ăn gia súc, đây là loại cây gia súc rất thích ăn Khi thu hoạch năng suất thân của một số giống làm thức ăn có thể đạt tới 54,3 tấn/ha và 43,4 - 71,4 tấn/ha/lứa đối với cao lương lai Năng suất chất khô ở một số nước cũng thay đổi, tại Brazil là 13 - 15 tấn/ha, tại Mỹ

là 14 - 17 tấn/ha, tại Irac 24 - 28 tấn/ha; 2,5 - 25 tấn/ha ở Oklahoma; 12 tấn/ha

ở CuBa (Menedez và Martinez, 1980) [27]; 6 - 8 tấn/ha ở Ấn Độ, 14 - 33

tấn/ha ở Louisiana (Ricaud và cs, 1981) [32] năng suất chất khô của cây cao lương thay đổi rất lớn tùy thuộc vào điều kiện đất đai khí hậu, kỹ thuật chăm sóc, thu hái và giống Theo Boardman, cao lương sử dụng làm thức ăn gia súc ở 120 ngày sau trồng tại California có tốc độ sinh trưởng trung bình đạt 23g/m3/ngày sẽ cho năng suất đạt 27,6 tấn/ha; tại Australia cao lương 83 ngày sau trồng có tốc độ sinh trưởng trung bình đạt 17g/m3/ngày sẽ cho năng suất 14,1 tấn/ha

Ngoài mục đích sử dụng làm thức ăn gia súc, thân cao lương còn được

sử dụng để sản xuất mật cao lương, đường, đồ uống chứa cồn, ethanol Cứ

16 tấn cây cao lương có thể sản xuất được một tấn cồn, phần bã còn lại có thể chiết suất được 500kg dầu diesel sinh học, người ta chỉ chế biến nhiên liệu từ thân cây, phấn hạt cao lương vẫn để dùng làm thực phẩm Thân cao lương có thể là nguyên liệu để sản xuất Ethanol với hiệu xuất cao, 1 hecta cao lương có năng suất trung bình 80 tấn và sản xuất được 6.300 lít Ethanol (Rooney W.L.J và cs, 2007) [33] Ở Trung Quốc người ta đã ước tính giá thành sản xuất cồn từ cây cao lương chỉ có 3.500 NDT/tấn

1.3.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất cao lương ở Việt Nam

Cao lương ở nước ta được trồng từ lâu đời và trồng chủ yếu ở các khu vực vùng cao của tỉnh Hà Giang, Cao Bằng, Lào Cai, Sơn La, Điện Biên… hoặc khu vực Tây Nguyên với rất nhiều tên gọi khác nhau tùy theo vùng miền như lúa miến, củ làng, mì, bobo…Tại những vùng này, cây cao lương

được đồng bào dân tộc dùng làm thức ăn cho chăn nuôi là chủ yếu

Kể từ năm 1962 trở đi, khi có các giống cao lương nhập nội được trồng trong nước thì sản xuất cao lương mới thực sự có bước phát triển cả về năng suất, chất lượng và sản lượng Trong giai đoạn vừa qua nước ta đã nhập nội

210 mẫu giống cao lương từ ICRISTAT, Pacific Seed, Philippin, Nhật Bản bao gồm cả hai dòng lai và dòng thuần, một số giống địa phương cũng được thu thập Mẫu giống được tiến hành đánh giá, thử nghiệm tại nhiều vùng và đã cho nhiều kết quả khả quan Kết quả nghiên cứu về một số giống cao lương ngọt :

EN 4, EN 6, EN 8, EN 16, EN 19 nhập nội từ Nhật Bản của trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên ở các địa phương Thái Nguyên, Vĩnh Phúc, Tuyên Quang bước đầu cho thấy các giống cao lương ngọt nhập nội từ Nhật Bản có năng suất từ 70 - 120 tấn/ha/vụ 4 - 5 tháng và hứa hẹn là cây trồng năng lượng tiềm năng ở Việt Nam Các nghiên cứu tiến hành ở Hà Nội, Bắc Thái, Hải

Dương, Thừa Thiên Huế, Cần Thơ, Minh Hải đã thu được kết quả chung là giống có thời gian sinh trưởng trung bình là 115 - 125 ngày, thì khả năng chống bệnh đốm lá, mốc hồng nhạt, chống độc tố và năng suất cao như các giống: ICSV (5,8 tấn/ha), ICSR - 9075 (4,8 tấn/ha) Các giống được trồng tại

Hà Nội, Hải Dương và Cần Thơ là cho kết quả đáng chú ý hơn, có thể mở rộng diện tích trồng các loại cây này phổ biến trong các nông hộ Nhìn chung, những nghiên cứu về cây cao lương trên thế giới rất đa dạng Đối với nước ta, nghiên cứu về cây cao lương chỉ mới bắt đầu phát triển ở một số khía cạnh nhưng chỉ là đánh giá sơ bộ chưa có nghiên cứu nào đi sâu

Thế giới đang đứng trước nguy cơ khủng hoảng năng lượng trầm trọng Theo dự báo của tổ chức năng lượng quốc tế IEA, khoảng 60 năm nữa các nguồn tài nguyên hóa thạch trên thế giới sẽ cạn kiệt vì con người đã và đang khai thác nhanh hơn mức tái tạo của thiên nhiên Còn ở Việt Nam, theo báo cáo của các chuyên gia năng lượng, dự báo đến năm 2025 Việt Nam về cơ bản cạn kiệt tài nguyên dầu khí Trong bối cảnh nhiên liệu hóa thạch ngày càng cạn kiệt, giá nhiên liệu liên tục tăng như hiện nay cùng với biến đổi khí hậu và yêu cầu cắt giảm khí thải CO2 thì việc nghiên cứu tìm ra nguồn năng lượng sạch, năng lượng tái tạo (NLTT) thay thế năng lượng truyền thống là một giải pháp hết sức cấp bách Do vậy, tìm ra cây trồng mới tham gia cơ cấu cây trồng để đáp ứng được yêu cầu thực tiễn là hết sức cần thiết và quan trọng với Nông nghiệp Việt Nam

Theo Quyết định 177/2007/QĐ-TTg ngày 10/11/2007 của Thủ tướng chính phủ về việc phê duyệt Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn 2020, với mục tiêu sản xuất xăng E10 (10% ethanol trong xăng) và dầu sinh học nhằm thay đổi một phần nhiên liệu truyền thống hiện nay

Trong những năm gần đây, một số tổ chức đã tiến hành nghiên cứu cao lương ngọt làm nhiên liệu sinh học: Từ những năm 1990, trường Đại học

Nông Lâm Thái Nguyên cũng đã tiến hành nghiên cứu cao lương lấy hạt trên quy mô nhỏ, những giống này được nhập từ ICRISAT Tuy nhiên chưa có quy trình nghiên cứu tổng thể về điều kiện sinh thái trong quá trình chọn tạo giống, quy trình kỹ thuật trồng nên những giống nhập nội này chưa thực sự phù hợp với điều kiện sinh thái vùng trung du miền núi phía Bắc, cho năng suất rất thấp Năm 2011, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã ký kết bản ghi nhớ hợp tác nghiên cứu và bản thỏa thuận nghiên cứu với đại diện Công ty TNHH Earth Note Nhật Bản về việc hỗ trợ giống, kỹ thuật, kinh phí

để giúp Việt Nam phát triển cây cao lương ngọt làm nguyên liệu sản xuất

xăng sinh học tại Việt Nam Hiện nay, công ty Sacoin đang thực hiện Dự án sinh học thực vật ứng dụng mới ở giai đoạn nghiên cứu định hướng được thực hiện trên 4ha, gồm 2 phòng thí nghiệm và một số vườn ươm Các kết quả thực nghiệm sẽ được áp dụng trên 170 ha thực địa tại Quảng Ninh, Hà Tĩnh

1.4 Tình hình nghiên cứu sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) trên thế giới và Việt Nam

1.4.1 Tình hình nghiên cứu sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) trên thế giới

1.4.1.1 Đặc điểm sinh vật học của sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee)

Sâu đục thân ngô, cao lương (Ostrinia furnacalis Guenee) thuộc họ ngài sáng (Pyralidae), bộ cánh vảy (Lepidoptera) Đặc điểm sinh vật học và sinh thái học của sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) đã được nghiên cứu ở

Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản, Triều Tiên, Philippine và Malaysia (Chandrashekar A, 2006) [13], (Chu Y.I, 1996), [14], (Lu,1995)[24], Wang, 1995) [40] Tuy nhiên việc nghiên cứu đặc điểm sinh vật học của loài này với thức ăn là cao lương ngọt của các tác giả này gần như chưa có hoặc rất ít

Ở các điều kiện thời tiết khí hậu khác nhau thời gian phát dục của sâu đục

thân (Ostrinia furnacalis Guenee) là không giống nhau: Pha trứng dao động từ

3 - 4 ngày; sâu non có 6 - 7 tuổi và kéo dài từ 17 - 30 ngày; pha nhộng dao

động từ 6 - 9 ngày Như vậy, vòng đời của sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) dao động từ 26 - 43 ngày tùy thuộc vào điều kiện thời tiết khí hậu và

thức ăn Sâu trưởng thành có thể sống được từ 7 - 11 ngày Một trưởng thành cái đẻ trung bình 602 - 817 trứng (Lee, 1982) [23], (Hussein, 1983) [22] Sâu

đục thân trưởng thành (Ostrinia furnacalis Guenee) có thể phát tán với khoảng

cách 8 - 10 km, trung bình chỉ phát tán với khoảng cách 2 km

Theo (Saito, 1980) [35], chất lượng thức ăn ảnh hưởng rõ rệt đến sinh

trưởng, phát triển của sâu non (Ostrinia furnacalis Guenee) Sâu non sống

trong cây ở giai đoạn chín có tỷ lệ sống sót cao hơn so với sâu sống trên cây ở giai đoạn đang sinh trưởng sinh dưỡng

Theo Chu Y.P, 1996 [14], kết quả nuôi sâu đục thân (Ostrinia

furnacalis Guenee) trong phòng thí nghiệm ở Đài Loan cho thấy: sự thay

đổi mật độ sâu non tuổi 4 và tuổi 5 ảnh hưởng rõ rệt đến sự tăng trưởng

quần thể sâu Theo (Delattre, 1993) [15], (Goto, 1996) [20], Sâu đục thân

(Ostrinia furnacalis Guenee) gây hại trên ngô, cao lương và bông Tuy nhiên,

tùy theo từng loại thức ăn mà tỷ lệ sống của sâu non và thời gian phát dục của sâu khác nhau Trên loại thức ăn thích hợp, sâu non có tỷ lệ sống cao và thời gian phát dục ngắn lại

1.4.1.2 Biện pháp phòng trừ sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee)

* Biện pháp canh tác:

Ở Nicaragua đã khuyến cáo, việc cày đất trước khi trồng có tác dụng trừ được một số mầm mống sâu, bệnh hại trong đất, trong đó có sâu đục thân Ở

Philippine, việc xen canh ngô với lạc có tác dụng hạn chế số lượng sâu đục

thân (Ostrinia furnacalis Guenee) (FAO,1997) [18]

Theo (Phelan, 1995) [31], (Setamou, 1996) [36], phân đạm có ảnh hưởng lớn đến sâu đục thân Thí nghiệm năm 1991 ở Benin cho thấy: phân

đạm không những chỉ có tác dụng tăng sinh trưởng và năng suất ngô mà nó

còn làm tăng cả tỷ lệ sống sót của các loài sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee, Sesamia cretica, Chilo agamemnon) do đó làm tăng tỷ lệ cây bị hại

và tăng số lỗ đục trên 1 cây Mật độ ổ trứng sâu đục thân (Ostrinia furnacalis

Guenee) trên ruộng ngô bón phân hóa học cao gấp 18 lần so với trên ruộng ngô bón phân hữu cơ Nếu không bón đạm cho cây, tỷ lệ thiệt hại năng suất ngô do sâu đục thân là 20%, cao hơn so với có bón đạm (tỷ lệ thiệt hại năng suất 11%) là 9% Nếu bón đạm vô cơ (đạm, lân, kali) cân đối cùng với phân

vi lượng có chứa muối mangan và kẽm thì sẽ tăng khả chống chịu của cây ngô

đối với sâu đục thân

* Biện pháp sinh học:

Nghiên cứu biện pháp sinh học bắt đầu từ việc nghiên cứu thành phần lớn là vai trò của thiên địch trong hạn chế số lượng sâu đục thân Ở Liên Xô

cũ đã phát hiện hơn 20 loài thiên địch thuộc bộ cánh màng (Hommoptera) và

bộ 2 cánh (Diptera) là ký sinh sâu đục thân (Ostrinia nubilalis) Trong đó, ong mắt đỏ (Trichogramma evanescens) ký sinh trứng, ong vàng (Habrobracon hebetor) ký sinh sâu non Ở Pháp, đã phát hiện 4 loài ruồi họ

Tachinidae ký sinh sâu đục thân (Ostrinia nubilalis) Ở Thổ Nhĩ Kỳ, ong mắt

đỏ (Trichogramma evanescens) là loài ký sinh quan trọng trên sâu đục thân

(Ostrinia nubilalis) Ở Triều Tiên, mới ghi nhận được 2 loài ký sinh sâu đục thân Trong đó, ong mắt đỏ (Trichogramma evanescens) có thể tiêu diệt được

63,8% số trứng của vật chủ Ở Malaysia, đã ghi nhận được 2 loài bắt mồi ăn thịt Ở Philippine, đã phát hiện được 3 loài bắt mồi ăn thịt và 1 loài ký sinh trứng sâu đục thân (Hussein, 1983) [22]; (Lee, 1982) [23] Ngoài ra, các loài

vi khuẩn Bacillus thuringiensis, virus nhân đa diện NPV, nấm Beauveria

bassiana, tuyến trùng Steinernama carpocapsae, trùng bào tử (Nosema furnacalis và Nosema pyrausta) có tác dụng trong phòng trừ sâu đục thân

(FAO, 1997) [18]; (Gahlukar, 1976) [19] Ở Hoa Kỳ, đã xác định được 4 loài

ký sinh và 6 loài vi sinh vật là thiên địch của sâu đục thân (Ostrinia nubilalis), trong đó loài Nosema pyraustae là loài có triển vọng nhất, nó có khả năng gây

chết 60% ký chủ Số lượng quần thể ký sinh tăng hay giảm phụ thuộc vào số lượng quần thể ký chủ và diễn biến mật độ 2 loài ký sinh và ký chủ theo

đường parabol (Andreadis, 1982) [11] Ở Đức, đã nghiên cứu ứng dụng ong

mắt đỏ để phòng trừ sâu đục thân, kết quả cho thấy: Nếu thả 50 - 100 nghìn ong mắt đỏ/1 ha với số lần thả 1 - 3 lần, thả cách nhau 1 tuần thì loài ong này

đã tiêu diệt được 80 - 94% sâu đục thân và vào năm 1979-1981, đã tiến hành

thả ong mắt đỏ trên diện tích 12 - 73 ha/năm (Neuffer, 1981) [29] Ở Liên Xô

cũ, việc thả ong mắt đỏ với số lượng 30 ngàn con/ha cho kết quả khá cao (tỷ

lệ trứng sâu đục thân bị ký sinh lên tới 78%) (Gahlukar, 1976) [19] Ở Trung Quốc, vào năm 1974 đã tiến hành thả ong mắt đỏ trên diện tích 5 ngàn ha để

trừ sâu đục thân (Ostrinia nubilalis) (thả 2 lần, mỗi lần thả 150 ngàn con và

kết quả cho thấy: 62,2 - 78% trứng sâu đục thân bị ong ký sinh (FAO, 1997)

[18] Ngoài ra, việc nghiên cứu ứng dụng ong mắt đỏ (Trichogramma

evanescens) trong phòng trừ sâu đục thân (Ostrinia nubilalis) còn được thực

hiện ở nhiều nơi trên thế giới như: Thổ Nhĩ Kỳ, Italy, Đài Loan, Australia, Philippine,… (Berger, 1984) [12], (Chu, 1996) [14], (Greatti, 1996) [21], (Ozpinaz, 1996) [30]

* Biện pháp sử dụng thuốc hóa học:

Việc sử dụng thuốc hóa học BVTV quá mức và máy móc, đặc biệt là việc dùng các thuốc có độ độc cao, có thể kéo theo những hậu quả nặng nề: làm gia tăng số lượng và ý nghĩa kinh tế của nhiều loài sâu hại do sự phá hủy

hệ thiên địch của chúng trong tự nhiên

Ở Pháp, do sử dụng lạm dụng thuốc Pyrethroid (Decis và Sumisidin)

trừ sâu đục thân đã gây bùng phát số lượng các loài rệp muội Rhopalosiphum

padi, Sitobion avenae, Metopolophium dirhodum và làm cho việc phòng trừ

sâu hại ngô đi vào bế tắc

Thuốc Fenitrothion có hiệu quả diệt trừ sâu đục thân và rệp muội cao ở Yugoslavia, nhưng loại thuốc này cũng làm cho tỷ lệ thiên địch (bọ rùa, bọ mắt

vàng, ruồi thuộc họ Syrphidae) chết cao Để trừ sâu đục thân, có thể sử dụng các

loại thuốc: Quinalphos, Cypermethrin, Furadan, Sevin, Monocrotophos, phosphamidon,… (DelattreR, 1993) [15], (Singh, 1996) [37]

* Biện pháp sử dụng giống kháng

Giống kháng sâu đục thân là giống mà sâu đục thân không đẻ trứng lên

đó và khi nhiễm sâu nhân tạo thì thì tỷ lệ sống sót của sâu non thấp Hiện nay,

có nhiều giống ngô có tính kháng sâu đục thân (Ostrinia furnacalis) như:

giống ngô Michigan No 561, L317, Oh7, W10, F1244, F1246, F1250A, PI503728, PI503849, A10623,… tuy nhiên đến nay chưa có tài liệu nào công

bố về giống cao lương ngọt có tính kháng sâu đục thân (Ostrinia furnacalis)

1.4.2 Tình hình nghiên cứu sâu đục thân ở Việt Nam

Về biện pháp phòng trừ sâu đục thân cao lương cũng giống như biện pháp phòng trừ sâu đục thân ngô Thời vụ, giống, phân bón có ảnh hưởng

đến sâu đục thân và rệp muội hại ngô (Nguyễn Quý Hùng, 1978) [6] Tuy

nhiên đó chỉ là kết quả đánh giá sơ bộ chứ không phải kết quả nghiên cứu chuyên sâu Ngoài ra, một số nhà khoa học đã chỉ ra được đặc điểm, hình thái của sâu đục thân (Nguyễn Thị Thu Cúc, 2000) [1], (Nguyễn Đức Thạnh và CS, 2010) [10]

Ở Hà Nội và phụ cận có 10-16 loài thiên địch của sâu đục thân và rệp

muội hại ngô (Trần Đình Chiến, 1991) [2], Hà Quang Hùng, 1990) [5] Ở Lâm Đồng đã ghi nhận được 72 loài thiên địch trên ruộng ngô (Lưu Thanh Mưu, 1995) [9] Năm 1996, Phạm Văn Lầm đã ghi nhận được 72 loài thiên

địch trong đó đã định danh được 63 loài trên ruộng ngô [7] Đến năm 2002,

Phạm Văn Lầm đã xác định được 73 loài thiên địch trên ruộng ngô [8]

Năm 2003, Đặng Thị Dung đã đưa ra một số dẫn liệu về đặc điểm hình

thái và đặc điểm sinh vật học của sâu đục thân (Ostrinia furnacalis) [3]

Qua phần tổng quan cho thấy cao lương ngọt là cây trồng có tiềm năng

về năng lượng sinh học, do đó việc nghiên cứu về sâu bệnh hại cao lương để tìm ra biện pháp phòng trừ là hết sức cần thiết để có thể phát triển sản xuất cao lương bền vững ổn định, đáp ứng nhu cầu cung cấp nguyên liệu cho sản xuất xăng sinh học ở Việt Nam

Nhưng các nghiên cứu về loài sâu đục thân (Ostrinia furnacalis) trên

cao lương ngọt chưa được mang tính chuyên sâu Các tác giả mới xác định

được thành phần các loài sâu đục thân trên cao lương ngọt và đánh giá hiệu

quả phòng trừ chúng bằng một số thuốc hóa học mà chưa đánh giá được đặc

điểm sinh vật học của nó khi nhân nuôi bằng thức ăn là cây cao lương ngọt

Do đó việc nghiên cứu về đặc điểm sinh vật học và biện pháp phòng trừ sâu

đục thân là hết sức cần thiết

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) trên cao lương ngọt

2.2 Vật liệu nghiên cứu

Cây cao lương ngọt

Thuốc bảo vệ thực vật: Voliam Tago 063SC, Dupont TMP Prevathon 5SC

2.3 Dụng cụ thí nghiệm

- Bút lông nhỏ, chậu thủy tinh có kích thước 25-30cm, cồn, giấy thấm

- Bình xịt để phun thuốc trong phòng thí nghiệm

- Lồng nhân nuôi sâu giống

- Bình phun thuốc sâu,…

2.4 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

- Địa điểm: Thí nghiệm được triển khai tại huyện Phú Lương, thành phố Thái Nguyên

- Thời gian nghiên cứu: Vụ Xuân hè năm 2015

2.5 Nội dung

(1) Nghiên cứu tần suất xuất hiện các loài sâu đục thân trên cao lương ngọt

(2) Nghiên cứu đặc điểm sinh vật học của sâu đục thân (Ostrinia

furnacalis Guenee) trên cao lương ngọt

(3) Nghiên cứu đánh giá hiệu quả của biện pháp phòng trừ sâu đục thân

(Ostrinia furnacalis Guenee) đến năng suất, chất lượng cao lương ngọt

2.6 Phương pháp nghiên cứu

2.6.1 Điều tra xác định thành phần, tần suất xuất hiện và diễn biến của sâu đục thân hại cao lương ngọt

Thí nghiệm được tiến hành điều tra trên các ruộng cao lương ngọt tại huyện Phú Lương, thành phố Thái Nguyên năm 2015

Chỉ tiêu và phương pháp theo dõi:

Phương pháp lấy mẫu, cách tiến hành thí nghiệm và chỉ tiêu đánh giá

được tiến hành theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về Phương pháp điều tra

phát hiện dịch hại cây trồng (QCVN 01-38:2010/BNNPTNT) [1]

Thí nghiệm xác định mức độ phổ biến của sâu đục thân trên cao lương ngọt

được tiến hành điều tra trên các ruộng cố định và các ruộng bổ sung Mỗi ruộng

có diện tích tối thiểu 300 m2 Tại mỗi ruộng điều tra 5 điểm trên đường chéo góc, mỗi điểm có diện tích 1 m2 Mức độ phổ biến của mỗi loài sâu đục thân được đánh giá bằng tần suất bắt gặp trong quá trình điều tra (công thức )

Tần suất bắt gặp (%) =

Σ lần bắt gặp của sâu đục thân

x 100 (CT )

Σ số lần điều tra Thang phân cấp mức độ phổ biến của sâu đục thân trên cao lương ngọt:

Nếu tần suất bắt gặp < 5%: + rất ít gặp

Nếu tần suất bắt gặp 5 - 25%: ++ ít phổ biến

Nếu tần suất bắt gặp 26 - 50%: +++ phổ biến

Nếu tần suất bắt gặp >50%: ++++ rất phổ biến

* Điều tra diễn biến mật độ và tỷ lệ hại của sâu đục thân trên cao lương ngọt

- Địa điểm tiến hành thí nghiệm: Huyện Phú Lương, thành phố Thái Nguyên Định kỳ 5 ngày điều tra một lần

- Phương pháp theo dõi như nội dung 1: Theo dõi trên các ô thí nghiệm không phun thuốc BVTV mà chỉ tưới nước lã

- Chỉ tiêu theo dõi:

+ Diễn biến mật độ của sâu đục thân qua các kỳ điều tra được tính theo công thức 2 (CT )

Σ cây điều tra

2.6.2 Phương pháp nghiên cứu đặc điểm sinh vật học của sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee)

Phương pháp nghiên cứu: Theo phương pháp của Viện Bảo vệ thực vật

(2002), cụ thể: Thu nhộng và sâu non của sâu đục thân (Ostrinia furnacalis

Guenee) từ ngoài ruộng cao lương ngọt về cho vào lồng nuôi sâu bên trong có

trồng các cây cao lương ngọt để nhân giống sâu dùng cho thí nghiệm Khi trưởng thành vũ hóa và đẻ trứng, thu trứng từng ngày để vào các chậu thủy tinh riêng biệt Khi trứng nở, dùng bút lông lấy sâu non 1 tuổi ra cho vào các chậu thủy tinh có đường kính 25-30 cm đển làm thí nghiệm Bên trong chậu thủy tinh ở phía dưới có lót 1 lớp giấy thấm ẩm và bên trên là các cây cao lương con (còn nguyên phần ngọn cây) Đối với sâu non từ tuổi 3 cho đến sâu non ở giai đoạn đẫy sức hóa nhộng (sâu non ở tuổi cuối cùng hay còn gọi là sâu non ở giai đoạn lột xác biến thái) được tiến hành nuôi cá thể bằng các thân cây cao lương có đục lỗ sẵn cho sâu Các thân cây này được lấy từ các cây còn đang ở giai đoạn sinh trưởng mạnh (thân không bị xốp) Khi trưởng thành vũ hóa, theo dõi tuổi thọ của trưởng thành đực và cái, đồng thời theo dõi khả năng đẻ trứng của trưởng thành cái

* Chỉ tiêu theo dõi:

+ Hình thái, kích thước: Quan sát, mô tả và đo đếm kích thước của sâu

đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) ở các pha phát dục (ấu trùng từ tuổi 1 -

tuổi n, trưởng thành)

+ Sức sinh sản của sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee): Đếm số trứng do mỗi cá thể sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) cái trưởng

thành đẻ ra

+ Thời gian đẻ trứng của trưởng thành cái sau khi hóa nhộng

2.6.3 Phương pháp nghiên cứu xác định hiệu lực của thuốc BVTV phòng trừ sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) hại cao lương ngọt

Cách pha và phun thuốc Voliam Tago 063SC và thuốc Dupont TMP Prevathon 5SC: Hòa 1 lọ thuốc Voliam Tago 063SC hoặc thuốc Dupont TMP Prevathon 5SC vào bình 18 lít rồi phun đều lên cây Phun khi mật độ sâu trên

đồng ruộng cao và phun vào chiều tối

* Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn

chỉnh (RCBD), gồm công 3 thức với 3 lần nhắc lại (Hình 2.1.)

Công thức 1 (CT1): Đối chứng (phun nước lã)

Công thức 2 (CT2): Voliam Tago 063SC

Công thức 3 (CT3): Dupont TMP Prevathon 5SC

Cách pha thuốc: Hòa 1 lọ thuốc Voliam Tago 063SC hoặc thuốc Dupont TMP Prevathon 5SC vào bình 18 lít rồi phun đều lên cây Phun vào sáng sớm hoặc chiều mát

* Tiến hành thí nghiệm

Thí nghiệm được tiến hành theo quy chuẩn Quốc gia về Phương pháp

điều tra, phát hiện dịch hại cây trồng (QCVN 01-38:2010/BNNPTNT) Các điểm điều tra được tiến hành theo sơ đồ Hình 2.2

Hình 2.1: Sơ đồ chọn điểm điều tra

* Các chỉ tiêu theo dõi:

Chỉ tiêu theo dõi:

+ Hiệu lực phòng trừ sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) sau

phun 1,2,3,4 ngày (TN trong phòng) được tính theo công thức của Abbott (1925) [4]:

Ca Trong đó:

M: Tỷ lệ sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) chết (%)

Ca: Số sâu đục thân còn sống ở công thức đối chứng sau TN Ta: Số sâu đục thân còn sống ở công thức TN sau thí nghiệm

+ Hiệu lực phòng trừ sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) sau phun

1,3,5,7 và 14 ngày (TN ngoài đồng ruộng) được tính theo công thức của Henderson - Tilton (1955):

Trong đó:

Ta: Số sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) còn sống ở

công thức thí nghiệm sau phun (1, 3, 5, 7 ngày)

Tb: Số sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) ở công thức

thí nghiệm trước phun (1 ngày)

Ca: Số sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) còn sống ở

công thức đối chứng sau phun (1, 3, 5, 7 ngày)

Cb: Số sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee) ở công thức

đối chứng trước phun (1 ngày)

2.6.4 Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng một số thuốc BVTV đến sinh trưởng, phát triển của cao lương ngọt

* Chỉ tiêu về sinh trưởng, phát triển

- Tốc độ tăng trưởng: Lấy ngẫu nhiên 10 cây/ô thí nghiệm ở hai hàng giữa mỗi

hàng 5 cây liên tiếp đánh dấu, cứ 30 ngày đo một lần

• Động thái tăng trưởng chiều cao cây: Đo chiều cao cây sau trồng 30, 60

và 90 ngày Khi cây chưa trỗ bông đo từ mặt đất đến mút lá ngọn cây Khi cây trỗ bông đo từ mặt đất lên mút bông

• Động thái ra lá: Đếm số lá sau trồng 30, 60 và 90 ngày bằng cách dùng

bút dạ không trôi đánh dấu lá từ dưới lên (đánh theo số thứ tự từ 1)

• Đường kính thân: đo ở gốc tại vị trí thân phình to nhất

• Số nhánh/thân cuối cùng: Đếm số nhánh trên thân trên các cây theo dõi thí nghiệm Đếm tại tại thời điểm thu hoạch

NSLT (tấn/ha): Cân khối lượng 10 cây mẫu/ô (P10) sau khi đã loại bỏ hết lá rồi tính theo công thức

2

x 10000 (CT )

10

* Chỉ tiêu về sinh lý

Đánh giá ở 3 thời kỳ: Trước trỗ, ngày trỗ, thu hoạch

• Hàm lượng dịch ép trong thân

• Hàm lượng đường (%): Tại thời điểm thu hoạch sau khi loại bỏ hết lá, bông cờ cắt 1 đoạn dài từ 1,5 - 2cm ở đốt thứ 5 từ ngọn xuống cho vào ép để lấy dịch ép sau đó đo hàm lượng đường bằng máy

• Khối lượng tươi: Khối lượng thân lá/cây, tính trung bình chung của tổng khối lượng tươi (g)

• Tỷ lệ thân/lá tươi (%) = khối lượng thân/khối lượng lá ×100

2.6.5 Quy trình kỹ thuật trồng cao lương ngọt

- Làm đất: Đất được cày bừa kỹ, làm sạch cỏ, chia khối lên luống và rạch hàng

+ Bón thúc lần 2 (từ 40-50 ngày sau trồng): Rạch rãnh cách hàng 10cm,

độ sâu 5-7cm Bón phân kết hợp làm cỏ, bón 1/3 N +1/3 K

+ Bón thúc lần 3 (từ 60-70 ngày sau trồng): Rạch rãnh bón đều giữa các hàng cây (cách cây 20cm), bón 1/3 N +1/3 K

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Thành phần, tần suất xuất hiện và diễn biến mật độ của sâu đục thân trên cao lương ngọt

3.1.1 Thành phần, tần suất xuất hiện của sâu đục thân trên cao lương ngọt

vụ xuân hè năm 2015

Nghiên cứu thành phần, tần suất xuất hiện của sâu đục thân hại cao lương ngọt kết quả thu được ở hình 3.1 và bảng 3.1 Sâu đục thân cao lương ngọt xuất hiện và gây hại trên các bộ phận như thân, lá và bông Bộ phận gây hại quan trọng là thân làm giảm năng suất cũng như chất lượng sản phẩm

Bảng 3.1 Thành phần, mức độ phổ biến của các loài sâu đục thân trên

cao lương ngọt tại Thái Nguyên năm 2015

TT Loài sâu đục

Tần suất xuất hiện (%)

Mức

độ phổ biến

1 Chilo partellus Lepidoptera: Crambidae 57,59 ++++

2 Ostrinia nubilalis Lepidoptera:Noctuidae 63,55 ++++

3 Ostrinia furnacalis Lepidoptera:Pyralidae 60,38 ++++

Nhìn vào bảng 3.1 cho ta thấy trong vụ xuân hè 2015, xuất hiện 3 loài

sâu đục thân (Chilo partellus, Ostrinia nubilalis và Ostrinia furnacalis) trên cao lương ngọt, chúng đều thuộc côn trùng bộ cánh vảy (Lepidoptera) Trong

đó, cả 3 loài Chilo partellus, Ostrinia nubilalis và Ostrinia furnacalis đều xuất

hiện rất phổ biến với tần suất xuất hiện 57,59 - 63,55% Kết quả này cũng phù hợp với kết quả điều tra của Ngô Thị Ánh Ngọc (2013)

Hình 3.1 Tần suất xuất hiện của sâu đục thân hại cao lương ngọt 3.1.2 Diễn biến mật độ sâu đục thân

Sâu đục thân (Ostrinia nubilalis Guenee) là một trong những loài sâu

hại chính trên cây cao lương ngọt Sâu gây hại từ khi giai đoạn cây con tới khi thu hoạch Tác hại của sâu đục thân tuỳ thuộc vào tuổi sâu và thời kỳ sinh trưởng của cây Sâu tuổi nhỏ thường gặm ăn thịt lá nõn hoặc cắn xuyên thủng

lá nõn làm cho lá không bật ra khỏi ngọn hoặc giảm diện tích quang hợp; ở thời kỳ trỗ cờ, sâu đục vào thân cây, ảnh hưởng tới quá trình thụ phấn, thụ tinh và ảnh hưởng tới năng suất của cao lương ngọt Ngoài ra sâu có thể đục vào hạt làm giảm năng suất cũng như chất lượng sản phẩm Theo dõi diễn biến mật độ sâu đục thân cao lương ngọt trên đồng ruộng bên cạnh việc giúp ích cho việc lựa chọn biện pháp phòng trừ cũng như triển khai các biện pháp phòng trừ cụ thể một cách có hiệu quả hơn

3.1.2.1 Diễn biến mật độ sâu đục thân qua các kỳ điều tra

Nghiên cứu diễn biến mật độ sâu đục thân hại cao lương ngọt qua các kỳ

điều tra, kết quả thu được ở hình 3.2

Hình 3.2 Diễn biến mật độ sâu đục thân qua các kỳ điều tra

Trên ruộng không xử lý đất và không sử dụng thuốc bảo vệ thực vật phun phòng trừ sâu đục thân cho thấy: Sâu đục thân bắt đầu xuất hiện và gây hại trên cao lương ngọt vụ Xuân hè 2015 tại Thái Nguyên từ ngày 02/4/2015 và đạt 2 cao điểm chính Trong đó, cao điểm 1 vào ngày 17/4 với mật độ trung bình đạt 61,0 con/m2 và cao điểm thứ hai vào ngày 07/5/2015 với mật độ sâu trung bình

đạt 60,2 con/m2

Kết quả này cũng phù hợp với kết quả điều tra của Ngô Thị Ánh Ngọc (2013), mật độ sâu đục thân đạt cao điểm vào đầu và giữa tháng 4 Tuy nhiên, kết quả điều tra của Ngô Thị Ánh Ngọc (2013) về diễn biến mật

độ sâu đục thân còn có thêm một cao điểm nữa vào đầu tháng 6

Mật độ sâu đục thân vào thời điểm thu hoạch dao động từ khoảng 14,0 - 22,6 con/m2 và kết quả này cũng phù hợp với kết quả điều tra của Ngô Thị Ánh Ngọc (2013) (đạt 16,4 - 27,2 con/m2) (Hình 3.2.)

3.1.2.2 Diễn biến mật độ sâu đục thân qua các giai đoạn sinh trưởng của cây cao lương ngọt

Nghiên cứu diễn biến mật độ sâu đục thân qua các giai đoạn sinh trưởng của cao lương ngọt kết quả thu được ở bảng 3.3

Hình 3.3 Diễn biến mật độ sâu đục thân và tỷ lệ cây bị hại qua các giai

đoạn sinh trưởng của cây cao lương ngọt

Trong quá trình sinh trưởng, phát triển của cao lương ngọt, sâu đục thân

(Ostrinia furnacalis Guenee) xuất hiện và gây hại từ lúc cây được 5 - 7 lá cho

đến khi thu hoạch Trong đó, giai đoạn trỗ cờ mật độ sâu là cao nhất (đạt 2,3

con/cây) Tỷ lệ cây bị hại tăng dần từ giai đoạn cây được 5 - 7 lá cho đến khi thu hoạch; trong đó tỷ lệ hại tăng mạnh từ giai đoạn 5 - 7 lá đến 16 - 21 lá (đạt 33,8%), sau đó tỷ lệ cây bị hại tăng chậm dần đều cho đến khi thu hoạch và

đạt 39,6%

3.2 Đặc điểm sinh vật học của sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee)

trên cao lương ngọt vụ Xuân hè 2015 tại Thái Nguyên

3.2.1 Đặc điểm hình thái của sâu đục thân (Ostrinia furnacalis Guenee)

Sâu đục thân (Ostrinia furnacalis) thuộc họ ngài sáng (Pyralidae), bộ cánh vảy (Lepidoptera) Sâu đục thân (Ostrinia furnacalis) là loài biến thái

hoàn toàn, quá trình phát dục trải qua 4 giai đoạn: Trứng - sâu non - nhộng - trưởng thành Đặc điểm của loài biến thái này là hình thái bên ngoài và cấu tạo bên trong giữa sâu non và sâu trưởng thành không giống nhau

* Pha trứng: Trứng được đẻ thành ổ xếp chồng lên nhau hình vảy

cá, ít khi trứng được đẻ thành từng quả riêng lẻ Trứng có hình bầu dục Trứng vừa mới đẻ có màu trắng sữa trong, trên bề mặt trơn bóng rất khó phân biệt được ranh giới giữa các quả Sau đó chuyển sang màu vàng, màu nâu Khi sắp nở chuyển sang màu nâu tối và mỗi quả trứng có một

chấm đen rất rõ đó là đầu của sâu đục thân (Ostrinia furnacalis) Trứng

thường được nở vào lúc sáng sớm, trứng nở rất đồng đều thời gian bắt đầu

nở trứng đến kết thúc nở trứng còn phụ thuộc vào số luợng trứng nhưng trung bình khoảng 40 phút đã kết thúc nở trứng Trứng được đẻ ở mặt dưới của lá ở những cây lớn có từ 5-6 lá trở đi Nếu cây cao lương ngọt tuổi nhỏ, trứng được đẻ ở những vật có bề mặt nhẵn

* Pha sâu non sâu đục thân cao lương ngọt (Ostrinia furnacalis Guenee): Sâu non sâu đục thân cao lương ngọt có 5 tuổi Kích thước màu sắc

thay đổi theo các tuổi Tuy nhiên chúng có một số đặc điểm như: đầu có màu

đen rất rõ Lúc đầu mới lột xác, đầu có màu trắng vàng sau đó chuyển sang

màu đen Trên lưng mỗi đốt có 4 u lông to, rất rõ ở phía trước và 2 u lông nhỏ

ở phía sau Khi mới nở cơ thể nhỏ, yếu có mầu trắng sữa Kích thước cơ thể

nhỏ, đầu màu đen bề ngang mảnh đầu có kích thước lớn hơn bề ngang của mảnh lưng ngực Lúc mới nở ra sau non tập trung gặm ăn vỏ trứng sau đó chúng bò đi và nhả tơ nhờ gió phát tán

Sâu non tuổi 1 thường gặm ăn thịt lá và thích ăn những lá còn non Sâu non tuổi 2: Cơ thể màu trắng vàng đầu màu đen kích thước bề ngang mảnh

đầu có kích thước ngang với kích thước bề ngang mảnh lưng ngực Các u

lông nổ rất rõ cơ thể láng bóng Chúng di chuyển nhanh Tuổi 2 gặm ăn thịt

lá, vào giai đoạn cây cao lương trỗ cờ chúng tập trung nhiều trên bông và râu cao lương ngọt gặm phá và cắn phá cờ cao lương ngọt Sâu non tuổi 3: Cơ thể màu trắng hơi vàng, kích thứơc tăng mạnh so với tuổi 2, thân láng bóng Các