5. Cấu trúc của luận án
1.2.2. Nghiên cứu về đặc điểm sinh học, sinh thái học của các loài hại chính
nông sản trong kho bảo quản
Đã có một số công trình nghiên cứu về sinh học, sinh thái học của côn trùng gây hại trong kho đã được công bố đề cập đến đặc điểm sinh học và sinh thái học của mọt gạo Sitophilus oryzae L. của Bùi Công Hiển, (1965) [94]; một số dẫn liệu về côn trùng gây hại trong kho thóc của Lê Trọng Trải (1980) [80]; nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và biện pháp phòng chống côn trùng lạ Tenebrio molitor L. của Dương Minh Tú (1997) [95]; tìm hiểu khả năng sinh trưởng phát triển của mọt bột tạp Tribolium confusum Duval ở Việt Nam của Hà Thanh Hương và nnk., (1998) [86]. Đặc điểm sinh học của mọt đục hạt nhỏ Rhizopertha dominica, mọt bột đỏ
Tribolium castaneum Herbst và biện pháp phòng chống chúng của Nguyễn Thị Bích
Yên (1998) [79].
Theo tài liệu của Vũ Quốc Trung (1978), mọt đục hạt nhỏ, Rhizopertha dominica thuộc bộ cánh Cứng Coleoptera, họ Bostrichidae. Cũng theo tài liệu của Vũ Quốc Trung (1978) trưởng thành của Rhizopertha dominica có chiều dài 2,3–3 mm, rộng 0,6–1mm. thường chiều dài gấp 3 chiều rộng. Thân nhỏ hình ống dài, màu nâu tối. Trứng dài 0,4–0,6 mm; rộng 0,1–0,2mm, hình bầu dục dài, màu trắng ở giữa hơi cong, một đầu lớn, một đầu bé. Ấu trùng khi lớn dài khoảng 3mm, mình hơi cong, thân màu trắng sữa, râu đầu có 2 đốt. Nhộng dài khoảng 2,5–3mm, đầu của nhộng
gần giống đầu của trưởng thành. Đoạn cuối bụng thu nhỏ lại (con cái có phần phụ để phân biệt giữa cá thể đực và cái) [18].
Theo Dương Minh Tú (2005), mọt gạo Sitophilus oryzae L. và mọt đục hạt nhỏ Rhizopertha dominica nuôi trên gạo ở nhiệt độ 25, 30, 35 oC và ẩm độ tương đối 70% có kích thước các pha phát triển ở các ngưỡng nhiệt độ trên là như nhau nhưng thời gian phát triển hoàn toàn khác nhau. Ở các mức nhiệt độ này, thời gian hoàn thành vòng đời của mọt đục hạt nhỏ Rhizopertha dominica lần lượt là: 80,03 ± 1,6; 64,9 ± 1,1 và 45,9 ± 0,76 ngày [76].
Theo Hà Thanh Hương (2007), khi nghiên cứu các nhóm cá thể mọt bột đỏ (Tribolium castaneum Herbst) có nguồn gốc từ các địa phương khác nhau thuộc ba vùng sinh thái nông nghiệp nông nghiệp Bắc Việt Nam không có sự khác nhau về kích thước và đặc điểm hình thái; song sức sinh sản trung bình của mọt cái có sự chênh lệch đáng kể ở 30 oC lớn hơn ở 25 °C khoảng 1,02–2,9 lần. Trong đó, mọt bột đỏ thu tại vùng sinh thái 3 (Duyên Hải Bắc Trung bộ) có sức đẻ trên ngày lớn nhất (3,72 quả/ngày) ở cả 25 oC và 30 oC [10].
Theo Nguyễn Kim Hoa và nnk. (2008) [96], vòng đời của mọt ngô kéo dài trung bình từ 32,34 ngày ở điều kiện nhiệt độ 28,2 °C và ẩm độ 87,6% đến 49,56 ngày ở nhiệt độ 22,35 °C, ẩm độ 80,75%.
Nguyễn Quý Dương (2010), mọt đậu cô ve trưởng thành tăng khi nhiệt độ tăng từ 20 oC đến 30 oC. Khi thủy phần hạt tăng lên từ 12–18%, sức đẻ trứng của mọt đậu cô ve cũng tăng lên. Mọt đậu cô ve đẻ nhiều hơn trong điều kiện tối hoàn toàn [91].
Nguyễn Thị Oanh và nnk., (2016) nghiên cứu về mọt thuốc lá cho thấy, kích thước chiều rộng đầu của ấu trùng mọt L.serricorne có mối tương quan với các giai đoạn phát triển. Thời gian vòng đời trung bình của mọt L.serricorne là 41,53 ± 6,21 ngày ở điều kiện nhiệt độ 30,00 ± 1,07 oC, ẩm độ 74,64 ± 3,17% [93].
Theo Bùi Minh Hồng, Nguyễn Thị Huyền (2016). Mọt khuẩn đen nuôi trên 4 loại thức ăn: cám gà, bột ngô, hỗn hợp (76% bột ngô + 17% cám gà + 7% men bia), phân gà trong điều kiện nhiệt độ 25 oC và ẩm độ 75% ở tủ nuôi côn trùng được nghiên cứu. Nghiên cứu này đã xác định được đặc điểm sinh học, sinh thái, tốc độ gia tăng quần thể,
và hàm lượng protein của ấu trùng. Mọt khuẩn đen có kích thước các pha phát triển lớn nhất nuôi thức ăn là bột ngô và nhỏ nhất thức ăn phân gà. Nuôi bằng thức ăn hỗn hợp: Vòng đời của mọt khuẩn đen dài nhất là 58,5 ngày, khả năng đẻ trứng cao nhất là 318,17 quả/cặp, tỷ lệ trứng nở cao nhất 89,41%, tốc độ gia tăng quần thể lớn nhất r = 0,118. Nuôi bằng thức ăn phân gà: Vòng đời của mọt khuẩn đen ngắn nhất là 44 ngày, khả năng đẻ trứng thấp nhất là 201,03 quả/cặp, tỷ lệ trứng nở thấp nhất 68,94%, tốc độ gia tăng quần thể thấp nhất r = 0,09. Xác định được hàm lượng protein của ấu trùng mọt khuẩn đen dao động từ 38,66–45,99%. Ấu trùng tuổi 7 có hàm lượng protein cao nhất là 45,99% [97].
1.2.3. Nghiên cứu về thiệt hại do côn trùng gây hại nông sản trong kho bảo quản
Không giống như các loài gây hại trên các giống cây trồng ngoài đồng ruộng có thể đánh giá được những thiệt hại một cách trực tiếp. Những tổn thất của nông sản trong công tác bảo quản thường không thể hiện ngay và thường ít thấy, để đánh giá được mức độ thiệt hại do sâu mọt hại kho gây ra cho nông sản lưu trữ rất phức tạp. Tập đoàn sâu mọt hại kho có khả năng thích nghi cao thường xuyên gây ra các vụ “cháy ngầm” trong kho, gây nên những thiệt hại rất lớn [7].
Những công trình nghiên cứu về thiệt hại do côn trùng gây ra cho hạt ngũ cốc dự trữ ở nước ta còn rất hạn chế. Những kết quả thu được chỉ phản ánh thiệt hại về mặt khối lượng mà không thể phản ánh được thiệt hại về mặt chất lượng của sản phẩm dự trữ.
Theo Vũ Quốc Trung (1978) [78], thiệt hại đáng kể do sâu mọt hại kho gây ra rất đáng chú ý như ở gạo tẻ sau 3 tháng bảo quản với mật độ sâu hại 100 con/kg và thủy phần 13,5%, mọt làm hao mất 3,5% khối lượng và phát triển thêm 106%. Bột mỳ có thủy phần 12%, mật độ sâu hại là 10 con/kg, sau 3 tháng bảo quản chúng tiêu thụ 8% khối lượng và phát triển thêm 190%. Một kho thóc sau 8 tháng không tiến hành các biện pháp phòng chống sâu hại, mật độ sâu hại còn sống lên đến 32 con/kg. Khi tiến hành kiểm tra lớp thóc bề mặt tới độ sâu 0,5 m, tỷ lệ trung bình hạt bị hại là 13,7%. Đem cân 1000 hạt thóc không bị sâu hại nặng 23,2 g, còn 1000 hạt bị sâu hại
chỉ nặng có 16,9 g. Sau khi xay xát, từ 100 kg thóc không bị sâu hại có thể thu hồi được 70–73 kg gạo trắng, trong khi đó với mật độ sâu hại 100 con/kg, chỉ thu hồi được cao nhất 66 kg gạo. Đó là chưa kể tới chất lượng gạo rất kém, giá trị thương phẩm thấp và không đảm bảo về mặt vệ sinh.
Theo Lê Doãn Diên (1990) [98], tổn thất sau thu hoạch đối với ngũ cốc bảo quản trong kho ở Việt Nam là 10%. Số liệu điều tra tại một số huyện ngoại thành Hà Nội của Nguyễn Kim Vũ (2003) [84] cho thấy, tổn thất sau thu hoạch do côn trùng gây ra cho lúa gạo trung bình là 6,4%, mức độ thiệt hại cao nhất có thể lên đến 11,8%/năm; đối với thóc bảo quản trong thời gian 6 tháng là 2,8% về khối lượng và giảm tới 20% về giá bán. Kết quả nghiên cứu về tổn thất ngô sau thu hoạch của Trần Văn Chương và nnk. (2003) cho thấy ở quy mô hộ nông dân, ngô dự trữ bị tổn thất trung bình là 15%, cá biệt có nơi đến 20%.
Việt Nam là một nước có khí hậu nhiệt đới ẩm, là điều kiện thích hợp với sự phát sinh phát triển của sâu hại kho, do đó thiệt hại do chúng gây ra không phải nhỏ. Vì vậy, phòng chống sâu mọt hại kho có một tầm quan trọng và ý nghĩa đặc biệt, nếu làm tốt sẽ mang lại lợi ích kinh tế rất lớn.
1.2.4. Các biện pháp phòng chống côn trùng gây hại nông sản trong kho bảo quản
Hiện nay trong bảo quản nông sản có nhiều biện pháp phòng chống côn trùng hại kho khác nhau. Những biện pháp thường được áp dụng bao gồm: Biện pháp cơ học và vật lý hầu như chỉ sử dụng với việc bảo quản ở quy mô nhỏ bằng các phương pháp cơ học như: sàng để loại bỏ côn trùng ra khỏi nông sản ở những nơi chúng tập trung với mật độ cao; phơi sấy tiêu diệt côn trùng bằng tác dụng của nhiệt độ cao; bẫy đèn thu hút các loài côn trùng có tính hướng quang …
Cũng như các nước trên thế giới, thuốc hóa học sử dụng trong bảo quản kho tại Việt Nam cũng gồm 2 loại chính là methyl bromide và phosphine. Với ngưỡng phòng chống của các loại sâu mọt gây hại chính (mọt gạo, mọt đục hạt nhỏ, mọt bột đỏ và mọt thóc Thái Lan) là 20 con/kg nông sản có thể tiến hành sử dụng thuốc hóa học để diệt trừ. Ngoài ra, còn có nhóm thuốc sát trùng mà chủ yếu là sumithion 50EC sử dụng để sát trùng kho, vật dụng trong kho khi đã xuất hết lô hàng cũ và chuẩn bị đưa lô hàng mới
vào bảo quản. Sumithion cũng dùng để xua đuổi, ngăn chặn sự xâm nhiễm côn trùng vào gây hại trong kho bằng cách phun vào rèm vải ở cửa kho và các khu vực xung quanh kho [15].
Trong bảo quản nông sản lưu trữ, biện pháp sinh học có tính ưu việt là tạo ra các sản phẩm nông nghiệp an toàn và bền vững, đồng thời giảm thiểu những tác hại đến môi trường và cân bằng hệ sinh thái. Bùi Công Hiển (1995) có đề cập đến vai trò của nhóm ong ký sinh Trichogramma spp. đối với ngài gạo Corcyra
cephalonica. Theo Bùi Công Hiển (1995) [7], các loài ong ký sinh ở côn trùng gây hại trong kho thường giết chết vật chủ, ví dụ như ong ký sinh (Trichogramma spp.) ký sinh trứng ngài gạo (Corcyra cephalonica).
Ở Việt Nam, Viện Công nghệ sau thu hoạch bước đầu đã nghiên cứu và sản xuất thử nghiệm các chế phẩm sinh học trừ côn trùng gây hại trong kho từ năm 1998. Kết quả thử nghiệm hai loại chế phẩm Bt (chế phẩm trừ côn trùng cánh cứng và chế phẩm hỗn hợp) với mọt ngô (Sitophilus zeamais) có hiệu quả khá cao nhưng lại không có tác dụng tiêu diệt đối với mọt bột đỏ (Tribolium castaneum) và diệt hiệu quả đến 100% ngài gạo
(Corcyra cephalonia) [99].
Thuốc thảo mộc BQ–01 do Trung tâm Công nghệ hóa học, Viện Hóa học, Viện Khoa Hàn lâm khoa học và Công nghệ Việt Nam sản xuất và đưa vào thử nghiệm trong các kho thóc dự trữ tại tỉnh Hà Sơn Bình cũ năm 1991–1992. Thuốc BQ–01 được sản xuất với nguyên liệu chính là cao lanh và bột hạt xoan ta. Kết quả khảo nghiệm cho thấy thuốc không có hiệu lực trừ côn trùng nhưng có hiệu quả xua đuổi (Dương Minh Tú và Đinh Ngọc Ngoạn, 1993). Nhược điểm của thuốc BQ–01 là để lại lượng tạp chất quá lớn, bụi và có mùi khó chịu lưu lại trong nông sản bảo quản.
Thuốc thảo mộc Gung Chong Jing (GCJ) do Trung Quốc sản xuất là loại thuốc tổng hợp của nhiều loại tinh dầu thực vật, chất mang và được bổ sung thêm hoạt chất deltamethrin. Sau khi có kết quả thử nghiệm tại Thái Bình và Hà Bắc năm 1998 (Dương Minh Tú, Bùi Thị Tuyết Nhung, 2000) và thử nghiệm diện rộng trong các kho thóc dự trữ đổ rời tại Thái Bình năm 1999–2000, Cục Dự trữ quốc gia đã cho phép các Chi cục ở phía Bắc đưa thuốc GCJ vào sử dụng để trừ côn trùng gây hại trong kho. Kết quả thu được trong năm 2001–2002 là khá khả quan. Ưu điểm của
thuốc là dễ sử dụng, hiệu lực thuốc kéo dài và giá thành phù hợp. Nhược điểm là để lại lượng mùn (tạp chất) ở trong nông sản. Tuy nhiên, theo Dương Minh Tú (2005) [76] khi so sánh hiệu quả thử nghiệm thuốc GCJ tại một số kho tàng lưu trữ ở khu vực phía Bắc nhận định thuốc GCJ của Trung Quốc nhập vào Việt Nam năm 2000 và thuốc nhập năm 1998–1999 là có sự khác biệt (có thể hàm lượng của deltamethrin trong thuốc thay đổi).
Từ lâu, nông dân đã có kinh nghiệm dùng một số loại thực vật để trừ sâu hại mùa màng hoặc dùng trong bảo quản nông sản sau thu hoạch. Những cây thường được dùng nhất là cây xoan, cây thuốc lá, cây củ đậu, cây hột mạt, cây ruốc cá, thanh hao hoa vàng… Hiện nay, thuốc thảo mộc đang được khuyến khích nghiên cứu phát triển với những ưu điểm vượt trội và là nguồn thuốc có xu hướng dần thay thế cho thuốc hóa học trong nhiều lĩnh vực nói chung và trong bảo quản nói riêng. Việc xác định, chiết xuất và giữ ổn định được các hoạt chất có khả năng tiêu diệt, gây ngán ăn, dẫn dụ hoặc xua đuổi các loài côn trùng gây hại đang được nhiều đơn vị nghiên cứu và thử nghiệm, có nhiều thành công bước đầu.
Một số loại cây và hoạt chất của nó được sử dụng trong bảo quản có thể kế đến như cây xoan (Melia azedarach) hay còn gọi là cây xoan ta, xoan nhà, sầu đông, thầu đâu… Xoan ta thuộc bộ Sapindales; họ Meliaceae; chi Melia. Là cây trồng phổ biến ở Việt Nam được dùng chủ yếu để lấy gỗ và tạo bóng mát ở các tỉnh vùng Tây Bắc (Sơn La, Lai Châu…) Tất cả các bộ phận của cây xoan đều có độc tính đối với con người nếu ăn phải. Một số loài chim có thể ăn quả xoan, nhờ thế mà hạt của xoan được phát tán đi xa, nhưng chỉ cần 15 gam hạt đã là liều gây chết cho một con lợn nặng 22kg. Các triệu chứng ngộ độc đầu tiên xuất hiện chỉ vài giờ sau khi ăn phải. Các triệu chứng này bao gồm mất vị giác, nôn mửa, táo bón hoặc tiêu chảy, phân có
máu, tổn thương dạ dày, xung huyết phổi, suy tim v.v. Tử vong có thể xảy ra sau khoảng 24 giờ.
Cây xoan được sử dụng như là một loại thuốc trừ sâu tự nhiên để bảo quản một số loại lương thực được lưu giữ, nhưng không ăn được do nó rất độc. Nước ngâm lá xoan và vỏ xoan có tác dụng diệt sâu ngoài đồng ruộng hay trong kho do cây xoan có hoạt chất Azadirachtin(Az) thuộc nhóm tetranortriterpenoid có khả năng gây ngán
ăn, làm giảm khả năng sinh sản của côn trùng.
Cây xoan Ấn Độ (Azadirachta indica) là cây thuộc bộ Sapindales; họ Meliaceae; chi Azadirachta. Nguồn gốc của cây này là ở Nam và Đông Nam châu Á nhưng ngày nay nó có mặt ở các vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới của châu Phi, châu Mỹ, châu Đại Dương. Cây xoan Ấn Độ dùng để kiểm soát côn trùng hại kho. Hoạt chất chủ yếu có tác động đến côn trùng từ hạt xoan và lá xoan Ấn Độ là chất Azadirachtin(Az)
thuộc nhóm tetranortriterpenoid có khả năng chống sự đẻ trứng, gây ngán ăn, làm gián đoạn quá trình phát triển, làm giảm khả năng sinh sản của côn trùng [100]. Ở Bình Thuận, nông dân đã dùng lá và quả để bảo quản nông sản trong một số tháng như dùng lá khô trộn lẫn với hạt để chống sâu mọt, cây xoan Ấn Độ đã trở thành một loại thuốc thảo mộc trong bảo quản nông sản ở quy mô hộ nông dân.
Cây cơi (Pterocarya tonkinensis) mọc tự nhiên ở các tỉnh miền núi phía Bắc, được nông dân dùng để bảo quản thóc, ngô có tác dụng trừ mọt trong bảo quản. Cây cơi là cây gốc lớn, thuộc họ Juglandaceae; bộ Juglandales. Chúng có phân bố rộng ở các tỉnh như Nghệ An, Quảng Ninh, Hòa Bình, Vĩnh Phú, Sơn La và cả ở Lâm Đồng.
Lá cơi đắng, có độc, có tác dụng trừ sâu, sát khuẩn (nước chiết từ lá tươi có tác dụng đối với Staphylococcus aureus và Bacillus subtilis). Lá cơi không hoàn toàn độc đối với cá nhưng độc đối với chuột. Người ta thường dùng lá giã ra để duốc cá; cũng dùng chữa ghẻ lở bằng cách lấy nước nấu lá để tắm rửa hoặc dùng cao lá để bôi
ngày 1–2 lần vào các mụn.
Thuốc thảo mộc Gu Chong Jing do Trung Quốc sản xuất là loại thuốc tổng hợp của nhiều loại tinh dầu thực vật: hồi, quế, thanh hao hoa vàng, long não, chất mang và được bổ sung thêm thuốc hóa học Deltamethrin với hàm lượng 0,024%. Thuốc GCJ sử dụng ở liều lượng 0,04% để bảo quản thóc, ngô rất có hiệu quả và đặc biệt thích hợp bảo quản ngô hạt ở tại hộ nông dân tại tỉnh Hà Giang (Nguyễn Thị Kim Oanh, 2003) [101]. Trong quy trình hoàn thiện và ứng dụng công nghệ phòng chống tổng hợp sinh vật hại gồm 9 giai đoạn khép kín từ khâu thu hoạch đến bảo quản ngô, thóc quy mô nông hộ và trang trại tại Hà Nội đã sử dụng thuốc GCJ với tỷ lệ 0,04%