Nghiên cứu đặc điểm sinh vật học, sinh thái học của rệp sáp bột hồng phenacoccus manihoti (matile ferrero, 1977) (homopter pseudococcidaehại sắn và biện pháp quản lý theo hướng tổng hợp tt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM  - ĐỖ HỒNG KHANH NGHIÊN CỨU RỆP SÁP BỘT HỒNG Phenacoccus manihoti (Matile-Ferrero, 1977) (Homoptera: Pseudococcidae) HẠI SẮN VÀ BIỆN PHÁP QUẢN LÝ THEO HƯỚNG TỔNG HỢP Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật Mã số: 9.62.01.12 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Hà Nội - 2019 Cơng trình hồn thành tại: Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Phạm Văn Lầm Phản biện 1: …………………………………………… Phản biện 2:…………………………….……………… Phản biện 3:……………………………… …………… Luận án tiến sĩ bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận án cấp Viện họp Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam Vào hồi 8giờ30 phút ngày …… tháng … năm 2019 Có thể tìm hiểu luận án thư viện: Thư viện Quốc gia Việt Nam Thư viện Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam Thư viện Viện Bảo vệ thực vật MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Rệp sáp bột hồng Phenacoccus manihoti phát gây hại sắn lần vào đầu năm 1960 Châu phi Nó lan truyền theo sắn châu Phi với tốc độ khoảng 300 km/năm Năm 1987, xâm nhập vào 31/35 nước thuộc dải trồng sắn châu Phi (Herren, 1990; Neuenschwander et al., 1990) Rệp sáp bột hồng gây thiệt hại suất sắn củ lên đến 84% (Nwanze, 1982) Tại Việt Nam, rệp sáp bột hồng (RSBH) phát lần đầu vào tháng 7/2012 tỉnh Tây Ninh Chưa có nghiên cứu RSBH tiến hành Việt Nam Những hiểu biết đặc điểm sinh vật học, sinh thái học RSBH sở khoa học để xác định giải pháp hữu hiệu quản lý loài sâu hại theo hướng bền vững Tiến hành đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm sinh vật học, sinh thái học rệp sáp bột hồng Phenacoccus manihoti (Matile-Ferrero, 1977) (Homoptera: Pseudococcidae) hại sắn biện pháp quản lý theo hướng tổng hợp” việc cần thiết, có ý nghĩa thời Mục đích, u cầu đề tài 2.1 Mục đích Nghiên cứu mức độ xâm lấn, xác định đặc điểm sinh học, sinh thái học RSBH sắn Việt Nam Đề xuất biện pháp quản lý tổng hợp RSBH có hiệu góp phần phát triển bền vững ngành sản xuất sắn Việt Nam 2.2 Yêu cầu Xác định tỉnh/vùng trồng sắn Việt Nam bị RSBH xâm nhiễm; Xác định đặc điểm sinh vật học, sinh thái học RSBH hại sắn phòng thí nghiệm; Xác định tình hình phát sinh diễn biến mật độ yếu tố ảnh hưởng đến RSBH số vùng trồng sắn Việt Nam bị RSBH xâm nhiễm; Nghiên cứu tìm kiếm biện pháp khả thi quản lý RSBH sắn theo hướng bền vững Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 3.1 Ý nghĩa khoa học đề tài Đề tài cung cấp dẫn liệu khoa học xâm nhiễm, thiết lập quần thể RSBH vùng trồng sắn Việt Nam; Cung cấp dẫn liệu khoa học đặc điểm sinh vật học, sinh thái học RSBH hiệu biện pháp quản lý RSBH Việt Nam 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Kết nghiên cứu đề tài sở khoa học để xây dựng qui trình quản lý tổng hợp RSBH hại sắn Đối tượng phạm vi nghiên cứu 4.1 Đối tượng nghiên cứu Rệp sáp bột hồng P manihoti hại sắn Việt Nam 4.2 Phạm vi nghiên cứu Luận án sâu nghiên cứu xâm lấn, thiết lập quần thể, đặc điểm sinh vật học, sinh thái học (thời gian vòng đời, sức đẻ trứng, diễn biến mật độ ) RSBH hiệu biện pháp quản lý tổng hợp RSBH theo hướng bền vững vùng trồng sắn bị rệp xâm nhiễm Việt Nam (Tây Ninh, Đồng Nai, Phú Yên, ) Những đóng góp luận án - Cung cấp cách hệ thống dẫn liệu xâm lấn rệp sáp bột hồng P manihoti vùng trồng sắn Việt Nam - Bổ sung dẫn liệu khoa học đặc điểm sinh vật học (đặc biệt bảng sống), đặc điểm sinh thái học RSBH Việt Nam - Cung cấp dẫn liệu hiệu số biện pháp quản lý RSBH, có biện pháp sử dụng ong ký sinh Anagyrus lopezi Cấu trúc luận án Luận án gồm 156 trang, gồm phần mở đầu, phần nội dung (3 chương), kết luận kiến nghị 02 trang với 36 bảng số liệu, 31 hình Tham khảo 114 tài liệu, có 30 tài liệu tiếng Việt, 84 tài liệu tiếng Anh CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Cơ sở khoa học đề tài Thành phần tác hại loài sinh vật hại sắn vùng trồng sắn khác RSBH lồi sâu hại sắn rộng sinh thái, thích nghi cao với điều kiện sống mơi trường, có khả sinh sản cao, phát tán nhanh… Để có biện pháp phòng chống RSBH hiệu cần có đầy đủ hiểu biết đặc tính sinh vật học, sinh thái học, qui luật phát sinh, điều kiện Việt Nam 1.2 Tình hình sản xuất sắn giới Việt Nam Cây sắn trồng 100 quốc gia có khí hậu nhiệt đới cận nhiệt đới thuộc châu Á, châu Phi châu Mỹ Sắn lương thực có sản lượng (252,20 triệu tấn) đứng thứ năm sau ngô, lúa gạo, lúa mì khoai tây (Nguyễn Văn Bộ nnk., 2013) Ở Việt Nam, sắn lương thực có sản lượng đứng thứ ba sau lúa gạo ngơ Diện tích trồng sắn phân bố vùng địa lý Việt Nam Diện tích trồng sắn giai đoạn 2011-2015 đạt 551,1 566,5 ngàn ha, suất sắn 176,4 - 188,4 tạ/ha 1.3 Nghiên cứu nước rệp sáp bột hồng 1.3.1 Thành phần sâu hại sắn giới Cây sắn bị nhiều lồi sâu hại cơng, riêng Nam Mỹ có gần 200 lồi chân khớp gây hại sắn (Bellotti, 1990) Thế giới có 17 lồi sinh vật hại phổ biến sắn (Bellotti and Schoonhove, 1999) 1.3.2 Những nghiên cứu rệp sáp bột hồng hại sắn giới Thành phần rệp sáp bột hại sắn giới: Theo Williams Granata de Willink (1992), phát 19 loài rệp sáp bột (Pseudococcidae) gây hại sắn giới Những loài hại nghiên cứu sinh vật học, sinh thái học phòng chống Vị trí phân loại, nguồn gốc, phân bố và tác hại rệp sáp bột hồng: Rệp sáp bột hồng P manihoti thuộc họ Pseudococcidae Homoptera Nó có nguồn gốc vùng nhiệt đới châu Mỹ (Gutierrez et al., 1988; Löhn et al., 1990; Muniappan et al., 2009;…) Vào thập niên 1970, RSBH ngẫu nhiên nhập nội vào phía tây châu Phi, sau lây lan tới hầu trồng sắn châu Phi Đến năm 2008 xâm nhập vào châu Á (FAO-IPM, 2013; Herren, 1990; Parsa et al., 2012 Winotai et al., 2010) RSBH lồi trùng gây hại nguy hiểm sắn Khi bị RSBH gây hại nặng, suất sắn củ bị giảm 58 - 84% (Bellotti et al., 1999, Calatayud et al., 1994; Gutierrez et al., 1988; Herren, 1981; Nwanze, 1982; Sartiami et al., 2015;…) Nghiên cứu đặc điểm hình thái học rệp sáp bột hồng Đặc điểm hình thái pha phát triển RSBH mô tả tài liệu Parsa et al., (2012) số tác giả khác Nghiên cứu đặc điểm sinh vật học rệp sáp bột hồng Đặc điểm sinh vật học RSBH tìm thấy tài liệu Barilli et al., (2014), Le Rü Fabres (1987), Nwanze (1978) Parsa et al., (2012) Nghiên cứu đặc điểm sinh thái học rệp sáp bột hồng Có nghiên cứu ảnh hưởng thức ăn, khí hậu, thiên địch đến quần thể RSBH (Barilli et al., 2014; Essien et al., 2013;…) Nghiên cứu phòng chống rệp sáp bột hồng P manihoti Đã có nghiên cứu biện pháp canh tác, thủ cơng, sinh học để phòng chống RSBH (Bennett and Greathead, 1978; Emehute and Egwuatu, 1990a; Ezumah and Knight, 1978; Nwanze, 1978;…) 1.4 Nghiên cứu nước sâu hại sắn rệp sáp bột hồng 1.4.1 Thành phần sâu hại sắn Việt Nam Các đợt điều tra sâu hại trồng khơng có danh lục sâu hại sắn Sáu lồi sâu hại sắn ghi nhận tản mạn nghiên cứu chân khớp ăn thực vật mà sắn thức ăn chúng (Nguyễn Thị Chắt nnk., 2005; Phạm Văn Lầm, 2013; Viện Bảo vệ thực vật, 1976, 1999a, 1999b;…) 1.4.2 Nghiên cứu rệp sáp bột hồng Việt Nam Thành phần rệp sáp giả sắn Việt Nam Trên sắn Việt Nam ghi nhận hai loài rệp sáp giả Ferrisia virgata Phenacoccus manihoti (Phạm Văn Lầm, 2013) Sự xâm lấn tác hại rệp sáp bột hồng Việt Nam Rệp sáp bột hồng lần phát tỉnh Tây Ninh vào tháng 7/2012 diện tích 169 Đến năm 2013, 10 tỉnh ghi nhận RSBH sắn với tổng diện tích bị nhiễm 350,037 (Cục Bảo vệ thực vật, 2013) Nghiên cứu đặc điểm hình thái RSBH Chưa có nghiên cứu quan tâm tới việc mơ tả đặc điểm hình thái học rệp sáp bột hồng Nghiên cứu đặc điểm sinh vật học rệp sáp bột hồng Một số nghiên cứu đặc điểm sinh vật học RSBH thực Trường Đại học Nông Lâm (Đại học Huế) (Trần Đăng Hòa, Nguyễn Thị Giang, 2014; Hồng Hữu Tình nnk., 2018a, 2018b) Nghiên cứu đặc điểm sinh thái rệp sáp bột hồng Đặc điểm sinh thái RSBH thực Trường Đại học Nơng Lâm (Đại học Huế) (Trần Đăng Hòa, Nguyễn Thị Giang, 2014; Hồng Hữu Tình nnk., 2018a, 2018b) Nghiên cứu biện pháp phòng chống rệp sáp bột hồng Cục BVTV có hướng dẫn số biện pháp phòng trừ rệp sáp bột hồng Có nghiên cứu bước đầu ong ký sinh Anagyrus lopezi tiến hành (Hồng Hữu Tình nnk., 2017) CHƯƠNG VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Địa điểm thời gian nghiên cứu 2.1.1 Địa điểm nghiên cứu Phòng thí nghiệm số Chi cục Bảo vệ thực vật tỉnh, Trung tâm Bảo vệ thực vật vùng Viện Bảo vệ thực vật Một số vùng trồng sắn trọng điểm Việt Nam 2.1.2 Thời gian nghiên cứu Thời gian nghiên cứu từ năm 2014 đến hết năm 2017 2.2 Vật liệu dụng cụ nghiên cứu Các giống sắn, dụng cụ, hóa chất, thiết bị phục vụ ni RSBH phòng thí nghiệm thực thí nghiệm đồng ruộng 2.3 Nội dung nghiên cứu - Xác định thành phần sâu hại sắn tình hình xâm lấn rệp sáp bột hồng Phenacoccus manihoti Việt Nam - Nghiên cứu phòng thí nghiệm đặc điểm hình thái, sinh vật học, sinh thái học loài rệp sáp bột hồng Phenacoccus manihoti - Nghiên cứu diễn biến mật độ, yếu tố ảnh hưởng đến số lượng rệp sáp bột hồng P manihoti nơi trồng sắn Việt Nam - Nghiên cứu biện pháp quản lý tổng hợp rệp sáp bột hồng P manihoti theo hướng bền vững 2.4 Phương pháp nghiên cứu 2.4.1 Phương pháp điều tra thành phần lồi sâu hại sắn tình hình xâm lấn rệp sáp bột hồng P manihoti Việt Nam Phương pháp điều tra thành phần loài sâu hại sắn Theo phương pháp Viện Bảo vệ thực vật (1997) Phương pháp xác định tình hình xâm lấn rệp sáp bột hồng Theo phương pháp Viện Bảo vệ thực vật (1997) Qui chuẩn QCVN 01-38:2010/BNNPTNT Bộ Nông nghiệp PTNT Mẫu lame RSBH làm theo phương pháp Waston (2007) Giám định RSBH theo tài liệu Williams (2004) 2.4.2 Phương pháp nghiên cứu phòng thí nghiệm đặc điểm hình thái, sinh vật học, sinh thái học rệp sáp bột hồng Chuẩn bị thức ăn tạo nguồn rệp sáp bột hồng Quả bí ngơ (từ vườn khơng phun thuốc BVTV) giai đoạn bắt đầu chín giống sắn KM 98-7 trồng cốc nhựa (cao 25 cm, đường kính 15cm) đặt nhà lưới cách ly, không phun thuốc BVTV sử dụng làm thức ăn để nuôi RSBH RSBH dùng nghiên cứu thu vào tháng 8-9/2015 tỉnh Quảng Trị Tây Ninh Nghiên cứu đặc điểm hình thái học Mơ tả hình dáng, màu sắc, cấu tạo ngồi, đo chiều dài/rộng chụp ảnh pha trứng, rệp sáp non, trưởng thành kính lúp soi (số mẫu quan sát cho pha/giai đoạn phát triển n = 30) Nghiên cứu đặc điểm sinh vật học, sinh thái học RSBH RSBH nuôi cá thể tủ sinh thái (nhãn hiệu RGX-400E) nhiệt độ 20ºC, 25ºC, 30ºC với 62% ẩm độ, chiếu sáng 16 giờ/ngày đêm Theo dõi thời gian phát triển pha, thời gian vòng đời,… Các tiêu tăng trưởng quần thể (rm), Ro, Tc, λ, DT) tính theo Birch (1948) Kakde nnk (2014) Xác định khởi điểm phát dục theo Blunk (1923) Sanderson (1917) 2.4.3 Phương pháp nghiên cứu diễn biến mật độ yếu tố ảnh hưởng đến số lượng RSBH Phenacoccus manihoti số nơi Việt Nam Theo phương pháp Viện Bảo vệ thực vật (1997) Quy chuẩn QCVN 01-38:2010/BNNPTNT 2.4.4 Phương pháp nghiên cứu biện pháp quản lý tổng hợp rệp sáp bột hồng Phenacoccus manihoti theo hướng bền vững Nghiên cứu biện pháp thủ công So sánh mức độ bị nhiễm RSBH, suất sắn nơi áp dụng không áp dụng việc ngắt, tiêu hủy sắn bị nhiễm RSBH Đánh giá hiệu biện pháp hóa học kết hợp biện pháp thủ công So sánh mức độ bị nhiễm RSBH, suất sắn nơi áp dụng không áp dụng biện pháp thủ công kết hợp phun thuốc hóa học Nghiên cứu sử dụng ong ký sinh Anagyrus lopezi So sánh tỷ lệ bị ký sinh RSBH mức độ bị nhiễm RSBH nơi thả ong ký sinh không thả ong ký sinh 2.5 Phương pháp xử lý số liệu Các số liệu thí nghiệm xử lý phần mềm Excel phần mềm thống kê Statistix window, IRRISTAT CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Thành phần sâu hại sắn, tình hình xâm lấn tác hại RSBH Phenacoccus manihoti Việt Nam 3.1.1 Thành phần loài sâu hại sắn Việt Nam Đã phát hiện, thu thập xác định 10 lồi trùng, nhện nhỏ gây hại sắn vùng nghiên cứu Trong đó, rệp sáp bột hồng, rệp sáp giả đu đủ nhện đỏ hai chấm sâu hại Kết nghiên cứu bổ sung vào danh sách sâu hại sắn Việt Nam loài mối Coptotermes sp., bọ phấn trắng lớn Aleurodicus dispersus, sâu khoang Spodoptera litura sâu xanh Helicoverpa armigera Như vậy, với công bố trước đây, kết nghiên cứu đưa tổng số loài sâu hại sắn Việt Nam lên 12 lồi 3.1.2 Tình hình xâm lấn RSBH P manihoti Việt Nam Quá trình nghiên xâm lấn RSBH P manihoti Việt Nam Lần phát Việt Nam vào năm 2012 Đến năm 2017, RSBH xuất 53 huyện trồng sắn 16 tỉnh nước Các tỉnh Tây Ninh, Đồng Nai, Phú Yên có nhiều huyện (7 - huyện) bị RSBH xâm lấn (bảng 3.3) Bảng 3.3 Sự xuất rệp sáp bột hồng vùng trồng sắn Việt Nam đến năm 2017 TT Tên tỉnh Tên huyện ghi có rệp sáp bột Năm hồng xuất Tây Ninh Tân Châu, Tân Biên, Châu Thành, 2012 Dương Minh Châu, Hòa Thành, Gò Dầu, Bến Cầu, Tp Tây Ninh Đồng Nai Nhơn Trạch, Xuân Lộc, Long Khánh, 2013 Long Thành, Định Quán, Tân Phú, Trảng Bom Vĩnh Cửu Long An Đức Hòa 2013 Bà Rịa-Vũng Sơn Mộc, Châu Đức, Tân Thành, 2013 Tầu Xuyên Mộc Đất Đỏ Hậu Giang Châu Thành 2013 Sơn La Mai Sơn (nhiễm hom sắn giống) 2013 Thanh Hóa Như Xuân 2013 Nghệ An Thanh Ngọc, Thanh Mỹ, Thanh Lâm, 2013 Thanh Khê Thanh Chương Quảng Trị Hướng Hóa, Vĩnh Linh, Gio Linh, Hải 2013 Lăng Cam Lộ 10 Gia Lai Krôngpa, Ayunpa Phú Thiện 2013 11 Kon Tum Ngoại thành Kon Tum 2014 12 Đăk Lắc Krông Bông 2014 13 Phú Yên Tuy An, Tây Hòa, Sơn Hòa, Đồng 2014 Xn, Sơng Hinh, Phú Hòa, Sơng Cầu 14 Bình Dương Tân Un, Bắc Tân Un, thị xã Bến 2014 Cát, Bàu Bàng Dầu Tiếng 15 Ninh Thuận Ninh Sơn 2014 16 Bình Định Vĩnh Thạnh 2015 nghiên cứu này, RSBH có thời gian phát triển trứng, rệp sáp non, thời gian trước đẻ trứng, thời gian vòng đời kéo dài đáng kể so với nghiên cứu Barilli et al (2014) Ở điều kiện nhiệt độ 30oC nghiên cứu này, rệp sáp bột hồng có thời gian phát triển trứng, rệp sáp non, thời gian vòng đời đạt tương tự so với nghiên cứu Essien et al (2013), lại dài so với kết nghiên cứu Le Rü Fabres (1987) Sinh sản thời gian sống rệp sáp bột hồng RSBH sinh sản đơn tính Ở nhiệt độ 20oC 25oC, trưởng thành RSBH có thời gian đẻ trứng tương tự nhau, trung bình 28,67 28,89 ngày Ở nhiệt độ 30oC, thời gian đẻ trứng RSBH rút ngắn lại trung bình 17,06 ngày (bảng 3.7) Bảng 3.7 Sự đẻ trứng trưởng thành Phenacoccus manihoti nhiệt độ khác (tại Viện BVTV, 2015) Giá trị tiêu điều kiện thí nghiệm Các tiêu 20oC, theo dõi Biến Thời gian đẻ 62% ẩm độ 25oC, 62% ẩm độ Trung bình Biến 15-41 28,67±1,00 a 309- 440,13±84,38 a động 30oC, 62% ẩm độ Trung bình Biến 15-41 28,89±1,21a 11-21 17,06±0,52 b 316- 458,38±23,44 a 132- 252,0±77,6 b động Trung bình động trứng (ngày) Sức đẻ trứng (trứng/cái) 584 618 387 Ghi chú: cột, giá trị kèm chữ khác sai khác có ý nghĩa thống kê độ tin cậy P